高速PCI總線接口卡的開發

摘要：從系統的角度介紹高速PCI總線接口卡開發的整個過程，其中包括硬件電路的設計制作和軟件驅動的開發。介紹一些從實際設計過程中得出的應該注意的細節等。

    關鍵詞：PCI總線 PCI9052 TMS320LF2407 雙端口RAM

PCI總線技術已經應用于形形色色的微機接口中。同在聲卡、網卡甚至有些顯示都是基于PCI總線技術的，一些高速數據傳輸系統中也需要用到PCI總線技術。PCI總線技術的出現是為了解決由于微機總線的低速度和微處理器的高速度而造成的數據傳輸瓶勁問題，PCI局部總線是在ISA總線和CPU總線之間增加的一級總線。由于獨立于CPU的結構，該總線增加了一種獨特的中間緩沖器的設計，從而與CPU及時鐘頻率無關，用戶可以將一些高速外設直接掛到CPU總線上，使之與其相匹配。PCI局部總線使得PC系列微機結構也隨之升級為現在的基于PCI總線的三級總線結構。PC機的三級總線結構如圖1所示。

1 PCI總線接口卡的開發

PCI局部總線最顯著的特征是速度快。ISA總線的傳輸速率為5MB/s，EISA總線的傳輸速率為33MB/s，PCI1.0標準定義的總線傳輸速率為132MB/s，PCI2.0標準定義的總線傳輸速率為264MB/s，PCI2.1和PCI2.2標準定義的總線傳輸速率為512MB/s。而新一代PCI-X技術則在原有PCI總線技術的基礎上增加了許多新的技術特征，利用PCI-X技術可以為千兆以太網卡、基于Ultra SCSI320的磁盤陣列控制器等高數據吞吐量的設備提供足夠的寬帶。1999年PCISIG（PCI特別興趣小組發布的PCI-X1.0標準最高可提供1GB/s的傳輸速率，而2003年推出的PCI-X2.0標準則最高可提供4.3GB/s的傳輸速率。

    目前，PCI總線接口電路的選擇主要有兩種方案。一種是選用可編輯邏輯器件（PLD）。使用PLD，用戶可以靈活地開發出適合自己需要的具有特定功能的芯片，但PCI總線協議比較復雜，設計PCI控制接口難度較大，對于一般的工程項目來說，成本較大。現在有許多生產可編程邏輯器件的廠商都提供經過嚴格測試的PCI接口功能模塊，用戶只需進行組合即可。另一種是選用PCI專用芯片組（又稱橋接電路），通過專用芯片來實現完整的PCI主控模塊和目標模塊的功能，將復雜的PCI總線接口轉換為相對簡單的用戶接口，用戶只需設計轉換后的總線接口。本設計中選用PCI總線專用接口芯片來開發接口卡。

1.1 接口芯片介紹

PCI總線接口電路又分為主控設備和目標設備。主控設備可以控制總線，驅動地址、數據和控制信號；目標設備不能啟動總線操作，只能依賴于主控設備從其中讀取數據或向其傳送數據。主控設備芯片價格比較高，目標設備芯片價格則比較便宜，而且目標設備芯片比較簡單、易于操作。

目前兩大PCI專用接口芯片生產商是AMCC公司和PLX公司。AMCC公司的PCI接口芯片有S5920、S5933、S5935等。S5920是目標設備芯片；S5933既可以設置為主控設備芯片，又可以設置為目標設備芯片；S5935是S5933的改進版，同樣既可以設置為主控設備芯片，也可以設置為目標設備芯片。PLX公司在PCI接口芯片的設置生產中首屈一指，其目標設備芯片產品主要有PCI9030、PCI9052和PCI9050，PCI9050和PCI9052可以運用于ISA卡轉接PCI的設計中，PCI9030是專門為嵌入式系統設計的；主控設備芯片產品主要有PCI9054、PCI9080和PCI9060，PCI9060是最早的32位主控設備芯片，PCI9080是PCI9060的后繼產品，而PCI9054則是一種性價比很高的芯片，其

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