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<DIV class=dayTitle>2006-8-16 8:49:00 </DIV>
<DIV class=postTitle>PCI總線接口芯片9054及其應用 </DIV>
<TABLE style="TABLE-LAYOUT: fixed" border=0>
  <TBODY>
  <TR>
    <TD><SPAN id=ob_logd24203></SPAN>
      <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width=550 border=0>
        <TBODY>
        <TR>
          <TD class=l16 height=40>
            <DIV align=center>PCI總線接口芯片9054及其應用</DIV></TD></TR>
        <TR class=l12>
          <TD height=40>
            <DIV align=center>福州南南信息科技有限公司 黃身錁</DIV></TD></TR>
        <TR class=l12>
          <TD>
            <P>概述 <BR><BR>PCI9054是由美國PLX公司生產的先進的PCI 
            I/O加速器，采用了先進的PLX數據流水線結構技術，是32位、33MHz的PCI總線主I/O加速器；符合PCI本地總線規范2.2版，突發傳輸速率達到132MB/s，本地總線支持復用/非復用的32位地址/數據；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EEPROM接口，本地總線時鐘可和PCI時鐘異步。PC9054內部有6種可編程的FIFO，以實現零等待突發傳輸及本地總線和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用于適配卡和嵌入式系統中。PCI 
            9054是一種性價比較高的PCI橋路芯片，比PCI9080、PCI9050等性能更優越。</P>
            <P>PCI 
            9054其內部原理如圖1所示。它采用先進的PLX數據管道結構技術，是32Bit、33MHz的PCI總線主I/O加速器。</P>
            <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width=550 border=0>
              <TBODY>
              <TR>
                <TD>
                  <DIV align=center><IMG onmousewheel="return bbimg(this)" 
                  src="PCI總線接口芯片9054及其應用--skycanny的筆記.files/xsj062812_1.jpg"></DIV></TD></TR></TBODY></TABLE>
            <P>PCI9054主要特性如下：</P>
            <P>·符合PCI V2.1，V2.2規范，包含PCI電源管理特性。</P>
            <P>·支持VPD（Vital Product Data）的PCI擴展。</P>
            <P>·支持PCI雙地址周期，地址空間高達4GB。</P>
            <P>·具備120準備報文單元，完全兼容120 V1.5規范。</P>
            <P>·提供了兩個獨立的可編程DMA控制器，每個通道均支持塊和</P>
            <P>Scatter/Gather的DMA方式，DMA通道0支持請求DMA方式。</P>
            <P>·在PCI啟動模式下，PCI 9054可插入類型1和類型2的配置周期。</P>
            <P>·PCI和Local Bus數據傳送速率高達132MB/S。</P>
            <P>·支持本地總線直接接口Motorola MPC850或MPC860系列、Intel i960系列、IBM 
            PPC401系列及其它類似總線協議設備。 
            ·本地總線速率高達50MHz；支持復用/非復用的32bit地址/數據；本地總線有三種模式；M模式、C模式和J模式，可利用模式選擇引腳加以選擇。</P>
            <P>·具有可選的串行EEPROM接口。</P>
            <P>·具有8個32bit Mailbox寄存器和2個32位Doorbell寄存器。</P>
            <P><BR>功能描述</P>
            <P>PCI9054的物理總線接口</P>
            <P>PCI9054提供了三種物理總線接口：PCI總線接口，LOCAL總線接口及串行EPROM接口。LOCAL總線的數據寬度為32位，時鐘頻率可達到50MHz并且支持數據預取功能。</P>
            <P>PCI9054的總線操作包括PCI總線操作和本地總線操作。對于PCI總線操作，它完全遵守2.2版本PCI規范。PCI9054本地總線支持非多路復用32位地址/數據總線，多路復用32位和8位，16位或32位本地總線設備從屬訪問，運行速率高達50MHz，可以獲得200MB/S的本地總線突發傳輸速率。</P>
            <P>PCI9054的LOCAL總線與PCI總線之間數據傳輸有三種方式：主模式(Direct Master)、從模式(Direct 
            Slave)和DMA方式。其內部具有兩個DMA數據通道，雙向數據通路上各有6個FIFO進行數據緩沖，可同時進行高速的數據接收和發送。8個32位Maibox寄存器可為雙向數據通路提供消息傳送。 
            </P>
            <P>PCI9054還提供了一個串行EEPROM接口，容量2K字節。在配置存儲器中存放了廠家標志、設備標志以及本地總線的基地址空間、I/O空間和中斷控制信號等信息。初始化時，系統自動將串行EEPROM中的配置參數裝入PCI配置寄存器，并根據本地總線對內存、I/O端口和中斷的需求統一劃分，自動配置。其中本地端寄存器也可以由本地CPU讀寫，直接進行配置。</P>
            <P>PCI9054工作模式</P>
            <P>PCI9054有3種工作模式：C、M和J模式。M模式主要針對Motorola公司高性能MPC850/860的應用而設計，主要應用在電信領域。J模式的接口設計相對比較復雜，通常用的是C模式。</P>
            <P>C模式下PCI9054分為PCI Initiator操作和PCI Target操作。在PCI 
            Initiator操作過程中，本地處理器或本地總線主控設備能夠直接通過PCI9054訪問PCI總線，發起Local-to-PCI的數據傳輸。而在PCI 
            Target操作過程中，PCI總線主控設備可以以可編程的等待狀態、總線寬度和突發傳輸功能訪問PCI9054的三個本地空間(空間0，空間1和擴充ROM空間)。</P>
            <P>PCI9054的DMA突發模式</P>
            <P>PCI9054集成了兩個相互獨立的DMA通道，每個通道都支持Block DMA和Scatter/Gather 
            DMA，通道0還支持Demand DMA傳輸方式<BR>Block 
            DMA要求PCI主機或Local主機提供PCI和Local的起始地址、傳輸字節數、傳輸方向。主機設定DMA開始位啟動數據傳輸，一旦傳輸完成，PCI9054設定DMA"傳輸結束位"結束DMA。如果啟動中斷允許位，在傳輸結束時PCI9054將向主機申請中斷。在DMA傳輸中，PCI9054既是PCI總線的主控器又是Local總線的主控器。</P>
            <P>Scatter/Gather 
            DMA要求主機在PCI空間或Local空間設定Descriptor模塊，模塊包括PCI和Local的起始地址、傳輸字節數、傳輸方向和下一個Descriptor模塊的地址。PCI9054載入第一個Descriptor模塊并發起傳輸，連續加載下一個模塊，直到它偵測到“鏈結束位”有效，PCI 
            9054設置“傳輸結束位”，或者申請PCI或Local中斷。這種模式下，PCI9054也可以在每個模塊加載時有效中斷信號，結束DMA傳輸。若Descriptor模塊在本地存儲空間，可以編程使DMA控制器在每次DMA傳輸結束后清除傳輸字節數。</P>
            <P>PCI9054寄存器</P>
            <P>PCI9054內部提供了5種寄存器：PCI配置寄存器、本地端配置寄存器、運行時間RUNTIME寄存器、DMA寄存器和120信息寄存器。下面對PCI配置寄存器和本地端配置寄存器的功能做簡要介紹。</P>
            <P>PCI配置寄存器也就是我們常說的PCI配置空間，它提供了配置PCI的一些信息。其中VenderID，DeviceID，RevisionID，HeaderType，ClassCode用于PCI設備的識別。 
            </P>
            <P>命令寄存器（Command）包含設備控制位，包括允許存儲器讀寫響應等。</P>
            <P>狀態寄存器（Status）用于記錄PCI總線的相關事件。</P>
            <P>PCI配置寄存器提供了6個基地址寄存器，這些基地址都在系統中的物理地址范圍內，其中BASE0和BASE1用來訪問其他配置寄存器的基地址，BASE1是其他配置寄存器映射到PCI端內存的基地址，BASE2是其他寄存器映射到PCI端I/O的基地址。</P>
            <P>可以通過PCI端內存和PCI端I/O來訪問LOCAL配置寄存器與其他3種寄存器。BASE2~5四個空間提供了訪問本地端所接的4個芯片（當然可以少于4個），它們將本地端的芯片通過本地端地址（在LOCAL配置寄存器中設）翻譯成PCI的地址，也就是將本地的芯片映射到系統的內存或I/O口。這樣使得用程序操作這一段內存（或I/O）實際上就是對本地的芯片操作。</P>
            <P>本地端配置寄存器提供了本地端的一些信息，如圖2 C模式部分時序圖</P>
            <P></P>
            <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width=550 border=0>
              <TBODY>
              <TR>
                <TD>
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            <P>LCLK：輸入信號，時鐘信號</P>
            <P>LHOLD：輸入信號，申請使用本地總線</P>
            <P>LHOLFA：輸入信號，對LHOLD應答</P>
            <P><BR>基于PCI9054的PCI接口設計</P>
            <P>PCI 9054 
            以其強大的功能和簡單的用戶接口，為PCI總線接口的開發提供了一種簡潔的方法，設計者只需設計出本地總線接口控制電路，即可實現與PCI總線的高速數據傳輸。</P>
            <P>圖3是應用PCI9054作為接口芯片，開發PCI總線擴展卡的總體硬件框架圖</P>
            <P></P>
            <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width=550 border=0>
              <TBODY>
              <TR>
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            <P>下面簡單介紹以PCI9054為接口芯片的網卡設計。</P>
            <P><BR>硬件設計</P>
            <P>見圖4</P>
            <P></P>
            <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width=550 border=0>
              <TBODY>
              <TR>
                <TD>
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            <P>第一部分是9054和PCI插槽間的連接信號線。這些信號包括地址數據復用信號AD[31:0]，總線命令信號C/BE[3:0]#和PCI協議控制信號PAR、FRAME#、IRDY#、TRDY#、STOP#、IDSEL、PERR#和SERR#。</P>
            <P>第二部分是9054與EEPROM的連線。這里有四根信號線：EESK、EEDO、EEDI、EECS，串行EEPROM的數據通過燒寫編程的方式，也可以通過本地CPU直接編程的方式來完成初始化。</P>
            <P>第三部分就是9054與應用電路的連接。其中LA地址總線、LD數據總線、LBE#字節使能信號和CPLD相連；LW/R讀寫信號、BLAST#、READY#、ADS#和8051單片機相連。</P>
            <P>PCI9054工作在初始化器模式時，要求本地端的總線是32位的。在這里，用CPLD實現將80C51單片機的8位數據與16位地址轉換成32位的數據和地址，使用RAM的目的是提高8051的數據傳輸速度和處理復雜的TCP/IP協議，EEPROM用來保存相關的信息狀態等。</P>
            <P><BR>軟件設計</P>
            <P>軟件程序主要分為兩大部分，一是對PCI9054芯片的PCI端配置寄存器和本地端配置寄存器進行正確的編程配置；二是網絡通訊，包括網卡初始化、發送控制和接收控制3部分。</P>
            <P><BR>結束語</P>
            <P>在實踐開發中我們發現，用PCI9054開發各種高速數據采集系統、圖象處理系統等PCI設備，能夠減少許多相應的外圍器件，降低開發難度，縮短開發周期，大幅度壓縮成本。 
            </P></TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR></TBODY></TABLE>
<DIV class=postDesc>posted @ 2006-8-16 8:49:00 skycanny <A 
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<UL>
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  <LI>下一篇：<A 
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</LI></UL></DIV>
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