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PCI Bus Interface/Controller
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BUS CONTROLLER,CMOS,QFP,160PIN
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作者email: littlping@163.com 摘要：pci9050是plx公司推出的一種低成本的pci協(xié)議從模式接口芯片。本文主要介紹了它的功能、特點及應(yīng)用，說明了它在使用時應(yīng)該注意的一些問題，最后給出了一個具體的應(yīng)用實例。 關(guān)鍵詞：pci總線 局部總線 pci9050 1． 引言 pci總線是目前應(yīng)用最廣泛、最流行的一種高速同步總線，具有32bit總線寬度，總線時鐘頻率為0~33mhz，最大傳輸速率可以達(dá)到132mbyte/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于isa總線5mbyte/s的速度。而且，它不象isa總線那樣把地址尋址和數(shù)據(jù)讀寫控制信號都交給微處理器來處理，而是獨立于處理器，所以它可以支持突發(fā)傳送。pci總線與cpu無關(guān)，與時鐘頻率也無關(guān)，因此它可以應(yīng)用于各種平臺，支持多處理器和并發(fā)工作。pci總線協(xié)議比較復(fù)雜，因此它的接口電路實現(xiàn)起來也比較困難。它不但有著嚴(yán)格的同步時序要求，而且為了實現(xiàn)即插即用和自動配置，pci接口還要求有許多的配置寄存器。對于一般的設(shè)計者來說，為了縮短開發(fā)周期，沒有必要自己去設(shè)計所有的接口邏輯，只要利用通用pci接口芯片就能很好的進行
據(jù)。主控設(shè)備芯片價格比較高，目標(biāo)設(shè)備芯片價格則比較便宜，而且目標(biāo)設(shè)備芯片比較簡單、易于操作。目前兩大pci專用接口芯片生產(chǎn)商是amcc公司和plx公司。amcc公司的pci接口芯片有s5920、s5933、s5935等。s5920是目標(biāo)設(shè)備芯片；s5933既可以設(shè)置為主控設(shè)備芯片，又可以設(shè)置為目標(biāo)設(shè)備芯片；s5935是s5933的改進版，同樣既可以設(shè)置為主控設(shè)備芯片，也可以設(shè)置為目標(biāo)設(shè)備芯片。plx公司在pci接口芯片的設(shè)置生產(chǎn)中首屈一指，其目標(biāo)設(shè)備芯片產(chǎn)品主要有pci9030、pci9052和pci9050，pci9050和pci9052可以運用于isa卡轉(zhuǎn)接pci的設(shè)計中，pci9030是專門為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的；主控設(shè)備芯片產(chǎn)品主要有pci9054、pci9080和pci9060，pci9060是最早的32位主控設(shè)備芯片，pci9080是pci9060的后繼產(chǎn)品，而pci9054則是一種性價比很高的芯片，其性能比pci9080、pci9052更優(yōu)越。由于主控設(shè)備芯片比較復(fù)雜，而且價格昂貴，所以對處理速度和傳輸速度要求不是特別高的場合應(yīng)盡量選用目標(biāo)設(shè)備芯片。本設(shè)計中選用plx公司的pci9052目
320c6713的存儲空間中寫入的數(shù)據(jù)。hpia中存放的是主機訪問tms320c6713存儲空間的地址，其最低兩位固定為零。hpic中存放的是tms320c6713的控制信息，其高16位和低16位內(nèi)容相同。 主機對hpi進行訪問的次序為：初始化hpic、初始化hpia、從hpid寄存器中讀取或向其寫入數(shù)據(jù)。在初始化hpic時，hwob位的設(shè)置是關(guān)鍵，它決定著高16位與低16位的傳輸次序。 2 pci9052與tms320c6713hpi的接口 pci9052是plx公司繼pci9050之后推出的用于低成本適配器的總線目標(biāo)接口芯片。它支持pci2.1協(xié)議規(guī)范，在33mhz的總線時鐘頻率下，其峰值傳輸速度可達(dá)132mb/s,因而可大大改善數(shù)據(jù)傳輸中的瓶頸問題。同時它還具有方便靈活的開發(fā)特點，正是這些特點使其在pci從模式接口卡的設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用。 表3給出了pci9052與tms320c6713hpi接口信號的基本特征。下面是對它們具體工作方式的一些說明： lad[31:0]:利用該信號可通過設(shè)置lasibrd局部地址空間總線區(qū)域描述寄存器的總線寬度位來調(diào)整
/o加速器；符合pci本地總線規(guī)范2.2版，突發(fā)傳輸速率達(dá)到132mb/s，本地總線支持復(fù)用/非復(fù)用的32位地址/數(shù)據(jù)；有m、c、j三種模式；針對不同的處理器及局總線特性可選，盡量減少中間邏輯；具有可選的串行e2prom接口，本地總線時鐘可和pci時鐘異步。pc9054內(nèi)部有6種可編程的fifo，以實現(xiàn)零等待突發(fā)傳輸及本地總線和pci總線之間的異步操作；支持主模式、從模式、dma傳輸方式，因其強大的功能可應(yīng)用于適配卡和嵌入式系統(tǒng)中。pci 9054是一種性比高的pci橋路芯片，比pci9080、pci9050等性能更優(yōu)越。 （2）pci9056 具有32位、66mhz的pci總線以及局部總線操作，是目前最先進的32位通用主控芯片；內(nèi)部還是基于原有的9054技術(shù)架構(gòu)。與9054相比，有以下特點：a.含有1個pci仲裁器，支持7個外部主控設(shè)備，針對compact pci（含有7個插槽）的設(shè)計是足夠了。b.2個獨立的dma通道：每個通道含有1個雙向的深度為64長字（256字節(jié)）的fifo。c.差分讀寫數(shù)據(jù)。d.用有效位旗語描述符控制動態(tài)dma振鈴管理。e.增強的m模式功能，能提供powerquicc超
i提供了極大的方便。 利用pci9052的isa模式進行pci的開發(fā)可以簡化設(shè)備開發(fā)過程，但難度還是較大。設(shè)計者不僅要理解掌握手冊中的要點，還要學(xué)習(xí)硬件設(shè)計和軟件設(shè)計的方法和過程。為了讓大家能夠系統(tǒng)地了解利用pci9052的isa模式進行pci板卡開發(fā)的過程和方法，本文從硬件設(shè)計、配置寄存器的編寫、板卡調(diào)試和驅(qū)動程序的編寫等方面介紹了pci9052的開發(fā)過程。 2 pci9052的isa接口模式 2．1 基本特點 pci9052是plx公司繼pci9050之后推出的低成本pci總線接口芯片，它符合pci2．1規(guī)范，可作為pci總線目標(biāo)設(shè)備實現(xiàn)基本的傳送要求；它有5個局部地址空間和4個局部設(shè)備片選信號，局部總線與pci總線時鐘相互獨立運行。通過配置eeprom的內(nèi)容可以將pci9052設(shè)定為isa接口模式，通過8位或16位內(nèi)存或i／o映射可直接使pci總線與isa總線相連，從而將isa總線快速地轉(zhuǎn)換到pci總線上。 在我們的數(shù)控測井系統(tǒng)中，原來的通信控制模塊是基于isa總線的插件，端口地址為0x100～0x10f，總線寬度是16位，可
難度較大，設(shè)計周期較長，而采用專用接口器件實現(xiàn)完整的pci主控模塊和目標(biāo)模塊的功能，則可將復(fù)雜的pci總線接口轉(zhuǎn)換為相對簡單的用戶接口，用戶只要設(shè)計轉(zhuǎn)換后的總線接口即可。雖然這種方式不夠靈活，但由于其對pci協(xié)議的良好支持，以及提供給設(shè)計者的良好接口，都大大減少了設(shè)計開發(fā)的難度和周期，現(xiàn)有的pci接口芯片主要有amc公司的amccs59xx系列和plx公司的pci9805x系列。plx公司的pci9052就是一款較常用的總線接口芯片。 pci9052芯片介紹 pci9052是plx技術(shù)公司繼pci9050之后推出的低成本、低功耗、高性能總線接口芯片，通過該芯片可以使多種局部總線快速轉(zhuǎn)換到pci總線上。 ◇ 主要特點 （1）兼容pci v2.1協(xié)議特性。pci9052芯片與pci協(xié)議v2.1版兼容，可支持低成本的從模式適配設(shè)備，也支持從isa適配卡向pci適配卡的轉(zhuǎn)換。 （2）采用直接從（目標(biāo)）模式傳送數(shù)據(jù)。支持突發(fā)存儲器映射和i/o映射方式，可從pci總線到局部總線上存取數(shù)據(jù)。讀寫fifo（先入先出）寄存器使得局部總線和pci總線具有高性能的突發(fā)方式，pci總線總是工作在突發(fā)方式，但是局部
p是實時信號處理的核心。本系統(tǒng)采用ti公司dsp芯片——tms320c6211。該芯片屬c6000的定點系列，c6211在這個系列中是性價比最高的一種。c6211處理器由3個主要部分組成：cpu內(nèi)核、存儲器和外設(shè)。集成外設(shè)包括edma控制器、外存儲器接口（emif）、主機口（hpi）、多通道緩沖接口（mcbsp）、定時器、中斷選擇子、jtag接口、powerdown邏輯以及pll時鐘發(fā)生器。通過emif接口擴充sdram，而pci總線控制芯片的擴展通過hpi接口。 pci總線的接口芯片pci9050，主要包括pci總線信號接口和本地總線（localbus）信號。在硬件設(shè)計時，只需將本地總線信號的接口通過電平轉(zhuǎn)換連接到dsp的hpi接口，同時擴展pci接口就可以完成其硬件電路設(shè)計。 2 通信開發(fā)平臺的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計 通信開發(fā)平臺以x86為核心器件，擴充pci總線，通過modem撥號，實現(xiàn)x86與internet的連接。 2.1pci總線設(shè)備驅(qū)動 pci設(shè)備有3種物理空間：配置空間、存儲器空間和i/o空間。配置空間是長度為256字節(jié)的一段連接空間，空間
/o加速器；符合pci本地總線規(guī)范2.2版，突發(fā)傳輸速率達(dá)到132mb/s，本地總線支持復(fù)用/非復(fù)用的32位地址/數(shù)據(jù)；有m、c、j三種模式；針對不同的處理器及局總線特性可選，盡量減少中間邏輯；具有可選的串行e2prom接口，本地總線時鐘可和pci時鐘異步。pc9054內(nèi)部有6種可編程的fifo，以實現(xiàn)零等待突發(fā)傳輸及本地總線和pci總線之間的異步操作；支持主模式、從模式、dma傳輸方式，因其強大的功能可應(yīng)用于適配卡和嵌入式系統(tǒng)中。pci 9054是一種性比高的pci橋路芯片，比pci9080、pci9050等性能更優(yōu)越。 （2）pci9056 具有32位、66mhz的pci總線以及局部總線操作，是目前最先進的32位通用主控芯片；內(nèi)部還是基于原有的9054技術(shù)架構(gòu)。與9054相比，有以下特點：a.含有1個pci仲裁器，支持7個外部主控設(shè)備，針對compact pci（含有7個插槽）的設(shè)計是足夠了。b.2個獨立的dma通道：每個通道含有1個雙向的深度為64長字（256字節(jié)）的fifo。c.差分讀寫數(shù)據(jù)。d.用有效位旗語描述符控制動態(tài)dma振鈴管理。e.增強的m模式功能，能提供powerquicc超
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