PCI总线接口设计及专用接口芯片的应用

　　1 引言

　　随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集系统迅速得到了广泛的应用。数据采集系统性能的好坏主要取决于它的精度和速度。在保证精度的条件下，应用尽可能高的采样速度，以满足对信号的实时采集和实时处理;而要实现高速数据采集，不仅需要高性能的adc等设备，而且需要高速的数据传输。目前isa总线己经逐 渐退出了历史舞台，开发基于pci总线的数据采集卡己经是势在必行。

　　2 pci总线接口概述

　　pci总线的信号线包括32根地址数据复用线、仲裁、接口控制线、总线命令字节允许复用线和系统复位等。在进行基本的数据传输操作时，数据线先出现地址, 同时总线命令出现在c/be〔3:0〕上，设备根据这些命令判断所要进行的操作，在接下来的数据节拍中传输数据，如果传送或接收方没有准备好，那么就插入等待周期。pci总线的其它操作还有设备选择、配置周期和中断应答等。

　　pci总线协议复杂，需要在外部设备和pci总线之间增加一个接口电路。接口电路实现比较困难，目前实现pci接口的方法主要有:利用cpld或fpga 可编程逻辑器件和利用专门的pci接口芯片等多种方法实现。pci接口芯片具有设计简单、功能强大、可靠性好等特点，从而大大减少了开发人员的工作量。在 实际工作中我们综合各方面的因素，在本文选择了pci9054。

　　3 pci9054芯片

　　3.1 pci总线通用接口芯片简介

　　pci9054是plx公司生产的pci总线通用接口芯片，采用先进的plx数据管道结构技术，符合pciv2.1和v2.2规范;提供了两个独立的可编 程dma控制器;每个通道均支持块和分散/集中的dma方式;在pci总线端支持32位/33mh;本地端(local bus)可以编程实现8,16,32位的数据宽度;传输速率最高可达132mb/s;本地总线端时钟最高可达50mhz支持复用/非复用的32位地址数 据。pci9054的内部结构框图如图1所示。

　　图1 pci9054内部结构框图

　　由图1可知，pci9054提供了pci、eeprom、local总线三个接口。pci9054作为一种桥接芯片在pci总线和local总线之间提供 传递消息，既可以作为两个总线的主控设备去控制总线，也可以作为两个总线的目标设备去响应总线。

　　pci9054有6个零等待可编程fifo存储器(fifos)。它们分别完成pci发起读、写操作，pci目标读、写操作和dma读、写操作。由于 fifo存储器的存在，数据可以大量突发传输而不丢失。这样不仅满足实时性要求，同时可以根据用户的需要采用与pci时钟异步的本地频率。串形 eeprom(serial eeprom)是用来在开机时初始化配置内部寄存器的。内部寄存器(internal regi- sters)标识地址映射关系以及pci端和本地端工作状态。fifo和内部寄存器在计算机主机或者本地端都是统一编址的，用户可以从两端通过编程访问它 们的每一个字节。