基于PCI总线的任意波形发生器的设计

　　本文提出了一种利用缓冲区快速交换数据、基于PCI总线的任意波形发生器的设计构想，依据该构想设计的任意波形发生器可以快速进行数据更换，有效地保证了空间信号的连续性和多信号的快速切换。任意波形发生器是信号处理领域中必不可少的仪器设备，而很多任意波形发生器不能产生快速、有效、连续而且易于定制的信号波形。

　　1 PCI总线介绍

　　PCI总线是一种不依附于某个具体处理器的局部总线。从结构上看，PCI是在CPU和原来的系统总线之间插入的一级总线，具体由一个桥接电路实现对这一层的管理，并实现上下之间的接口以协调数据的传送。管理器提供了信号缓冲，使之能支持10种外设，并在高时钟频率下保持高性能。

　　与其它总线相比，PCI总线标准具有多方面的优点。表1为几种总线性能的比较。PCI局部总线的性能特点如下：

　　(1)传输速度快。最高工作频率33 MHz，峰值吞吐率在32位时为132 Mb/s，64位时为264 Mb/s。

　　(2)支持无限猝发读写方式。读写时后面可跟无数个数据周期，具有强大的数据猝发传输能力。

　　(3)支持并行工作方式。PCI控制器具有多级缓冲，利用它可使PCI总线上外设与CPU并行工作。例如CPU输出数据时，先将数据快速送到缓冲器中，当这些数据不断送往设备时，CPU就可转而执行其他工作了。

　　(4)独立于处理器。PCI在CPU和外设间插人一个复杂的管理层，用以协调数据传输，通常称之为桥。桥的主要功能是在两种不同的信号环境之间进行转换，并向系统中所有的主控制器提供一致的总线接口。因此PCI总线可支持多种系列的处理器,并为处理器升级创造了条件。

　　(5)提供4种规格，可定义32位/64位以及5 V/3.3 V电压信号。3.3 V电压信号环境的定义为PCI总线进入便携机领域提供了便利。

　　(6)数据线和地址线采用了多路复用结构，减少了针脚数。一般而言.32位字长、仅作目标设备的接口只需47条引脚，作为总线控制者的设备接口再加2条引脚，并可有选择地增加信号线扩展功能，如64位字长的接口卡需加39条引脚，资源锁定加l条引脚，等等。

　　(7)支持即插即用功能，能实现自动配置。在PCI器件上包含有寄存器，上面带有配置所需的器件信息，使外设适配器在和系统连接时能自动进行配置，无须人工干预。

　　2 设计流程

　　本设计的主要流程是将应用层程序产生的数据送入底层驱动，然后由底层驱动软件将数据分发到硬件的存储空间中。这一过程由软件和硬件两部分完成。系统框图如图l所示。