PCI总线接口

PCI总线接口
0 j1 Z- r' @5 {- ?! [    执行PCI总线规范的电路称为PCI总线接口，这些接口所连接的设备就是前面所讨论的PCI设备。
2 o; M8 D+ W$ Z8 X    1．PCI总线接口逻辑 # C* k: o3 P- V& t) R6 j
    和一般的局部总线一样，PCI总线接口应完成一项基本功能，即完成地址、数据及控制三总线的连接和切换任务。PCI局部总线的特点要求其接口还应具备以下特定功能：
; |: u3 y6 W/ n% \    ·支持FRAME#、IRDY#、TRDY#等接口控制信号的控制传输机制； ' u. ?" N# K6 ~
    ·支持PCI总线的猝发传输；     
! d9 R* |/ m, U: t$ U    ·支持PcI总线的地址、数据信号复用以及总线命令令与字节允许信号的复用；
) Z1 V  U3 u! n7 B    ·支持针对地址、数据信号的奇偶校验和错误反映；   F8 z: W+ \2 Y( v  E, S1 @6 X
    ·支持PCI总线的仲裁机制；
$ O! e  [8 N: P  h  Q9 T  R    ·支持PCI总线的配置空间操作，实现设备的即插即用。
6 c- e. E8 ^  r/ v* c    PCI总线接口逻辑如图9．13所示。 + V1 `3 ^  o& S
    2．PCI总线接口逻辑实现
7 w7 z1 F7 `' V; a' z    PCI总线接口逻辑是比较复杂的(如图9．13所示)。此外，PCI总线是一种高速总线，地址在地址相位以及数据在数据相位稳定出现的时间仅7ns左右。基于上面的原因，用一般的门电路器件(如74LS系列)来实现PcI总线接口逻辑几乎是不可能的。目前实现PCI总线接口逻辑有两种有效方法，一是使用可编程逻辑器件，二是使用专用总线接口芯片。
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) m8 Z* x+ m8 |    1)使用可编程逻辑器件
9 R4 x$ l/ e4 A3 }/ j    可编程逻辑器件是指可将用户逻辑写入形成所需电路的芯片。目前，用于PCI总线接口设计的可编程逻辑器件主要有现场可编程逻辑门矩阵FPGA(Field Programmable Gate  Array)、复杂可编程逻辑器件CPLD(Complex Programmable Logic Device)以及可擦可编程逻辑器件EPLD(Erasable Programmable Logle Device)。它们都是近年来得到广泛应用并得以迅速
# o% }7 e. J: N8 b发展的大规模可编程集成电路。尽管它们采用的技术(如基于乘积项、基于查找表等)不同、采用的制造工艺(如EEPROM或Flash工艺、SRAM工艺等)不同，但可认为都至少具有三个组成部分：可编程逻辑功能块列(阵列)、可编程输入／输出块和可编程内部连线。由此读者不难理解它们的可编程特性。当然，它们有各自的特点。 4 C2 q6 r: |' W& m$ v* I
    当PCI总线接口逻辑设计好之后，可通过传统的原理图输入法将其输入或通过硬件描述语言，如VHDL(Vety high speed integrated circuit Hardware Description Language)对其进行描述；再由相应的编译软件生成一个编程文件；最后，用这个文件对可编程逻辑芯片进行写入。 ' _  t( u- i) i" o# c+ E
    2)使用专用总线接口芯片
$ P8 f4 F% w0 T- K2 i* ?; H# v  W5 x$ W    用可编程逻辑器件设计PCI总线接口，设计灵活并可节省板卡面积，但要求设计者对PCI总线协议有比较深刻的理解。为了方便PCI总线接口的设计，许多元器件制造商纷纷推出了PCI协议控制芯片。如AMCC(Applied Micro Circuits Corporation)公司生产的S593X(S5930～S5933)、S5920，PLX技术公司开发的PCI9050、PCI9052、PCI9080等。使用这类芯片，设计者不必再仔细研究PCI总线各个信号的时序及相互之间的配合，因为芯片中的PCI总线接口可以自动实现总线协议。 % Q" E+ @8 q. H4 v3 d- B5 Z
    (1)S593X简介 7 b) y& ?9 G: ?- \
    S593x是一种功能强，使用灵活的PCI协议控制芯片。该芯片符合PCI总线规范2．1版，既可作为PCI总线主设备接口，又可作为PCI总线从设备接口，最大数据传输速率为132MB／s(32位数据总线)。
, ^7 F& k) m8 L5 ^$ ^    如图9．14所示为S593X内部的主要功能块，它具有3个物理总线接口：PCI总线接口、外加(Add on)总线接口和NV(Non Volatile)存储器接口。数据传送可以在PCI总线与外加总线之间进行，也可以在PCI总线与NV存储器之间进行。PCI总线与外加总线的数据传送可以通过信箱寄存器、FIFO或PASS-THRu通道进行。
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. _7 H, U4 [/ y" J  w    ①信箱：S593x的信箱由8个32位信箱寄存器组成，提供了一个双向数据通道。从PCI接口角度和外加总线接口角度看都有8个信箱寄存器，其中4个为输入寄存器，4个为输出寄存器。实际上，PCI的输入寄存器和外加接口的输出寄存器是同一个寄存器，PCI的输出寄存器和外加接口的输入寄存器是同一个寄存器。信箱寄存器可用在PCI总线与外加总线之间传送命令和状态信息。使用信箱可用查询方式，也可采用中断方式。注意，当S593X充当从设备接口时才允许使用信箱寄存器方式；信箱寄存器不支持猝发传输。 % k3 ]8 T8 N3 _5 b0 D4 ], W( j' U' R
    ②FIFO：在S593X内部有两个独立的FIF0数据通道，一个用于PCI到外加总线的数据传送，另一个用