随着数字信息化技术的不断发展,人们对数据的需求越来越高,从而对嵌入式系统的数据传输性能提出更高的要求。在数据传输量不断增大的同时,不仅要求数据采集系统本身拥有性能优越的大数据实时处理能力,而且系统内部的数据传输性能也是至关重要的。本课题所研究的基于PCIe总线的数据采集模块在满足模块化、小型化和轻量化的前提下,还要求其实现数据传输的高速性、完整性和稳定性。本论文依托和恩智浦公司合作的项目为背景,在由ARM主控制器和FPGA数据采集卡组成的硬件平台基础上,采用嵌入式Linux系统进行PCIe高速数据采集模块的驱动软件开发。首先,根据项目需求和理论分析,给出数据采集系统的总体设计方案,包括硬件设计和软件设计。硬件上详细介绍了数据采集系统中ARM主控制器和FPGA数据采集卡的结构和特点,软件上则描述了PCIe设备驱动程序的开发流程。其次,针对嵌入式PCIe设备驱动程序开发,搭建软硬件开发环境,包括在主机上配置TFTP、NFS服务以及安装交叉编译器。此外,还为LS1043A主控制器移植嵌入式Linux系统,包括U-Boot、Linux内核以及Ubuntu根文件系统的移植。接下来,在已搭建的开发环境中进行PCIe驱动软件开发,并且采用字符设备驱动框架、一致性DMA映射、环形缓冲区、内存映射等关键性技术优化DMA数据读写性能,然后利用驱动程序提供的传输控制的接口函数设计读写数据的应用程序。通过分别给传输的数据分配大小不同的DMA缓冲区并添加测速模块,来测试其对PCIe总线的数据传输速率的影响。最后,对数据采集系统的各个模块进行测试和验证,包括嵌入式Linux系统的启动、驱动模块的加载、PCIe基地址寄存器的读写、驱动程序读写功能和传输性能的测试等,并对最后的测试结果做了详细分析,从测试结果看,数据采集系统的传输性能达到预期要求。在论文的最后阶段对数据采集模块的进一步开发进行了展望。