PCI匯流排介面晶元PCI9052及應用

admin @ 2014-03-19 , reply:0

PCI匯流排介面晶元PCI9052及應用

PCI匯流排介面晶元PCI9052及應用


摘要:PCI9052是PLX公司繼PCI9050之後新推出的一種低成本的PCI匯流排目標介面晶元,它傳輸速率高,數據吞吐量大,可避免用戶直接面對複雜的PCI匯流排協議。文中主要介紹了PLX公司的PCI匯流排目標介面晶元的功能與應用,並給出了具體的應用設計實例。


    關鍵詞:PCI匯流排 局部匯流排 配置空間 PCI9052


目前,PCI匯流排已成為新一代個人計算機的標準匯流排,它是一種高性能的32/64位地址數據復用匯流排,匯流排時鐘頻率的0~33MHz。它不象ISA非同步匯流排那樣把地址定址和數據讀寫控制信號都交由微處理器產生,而是一種獨立於處理器的同步匯流排,可以支持猝發傳送。為支持即插即用功能,PCI匯流排規範定義了264位元組的配置空間。由於PCI匯流排協議比較複雜,因而其介面電路實現起來比較困難,但採用通用PCI介面晶元即可很好地解決這個問題。PCI通用介面晶元對於PCI協議的良好支持,以及提供給設計者的良好介面都大大減少了設計者的工作量。現有的PCI介面晶元主要有AMCC公司的MACCS59XX系列和PLX公司的PLX系列。本文將對PLX公司的PCI9052匯流排目標介面晶元的功能及其在PCI板卡設計中的應用進行介紹。


1 PCI9052的功能特點


PCI9052是PLX公司繼PCI9050之後新推出的、可用於低成本適配器的匯流排目標介面晶元。PCI9052與PCI9050一樣,可提供用於適配卡的小型高性能PCI匯流排目標(從屬)介面,以使ISA適配器可以迅速、低成本地轉換到PCI匯流排上。採用PCI9052可使適配卡上的I/O數據傳送速度從PCI9052可使適配卡上的I/O數據傳送速度從ISA匯流排的8MHz提高到PCI的33MHz。


PCI9052的主要功能與特性如下:


●符合PCI2.1規範,支持低成本從屬適配器;


●帶有五個局域匯流排地址空間和四個片選;


●具有雙向FIFO,可用於零等待狀態突發操作;


●PCI匯流排的傳輸速度可高達132兆位元組/秒;


●支持多路復用和非多路復用的8位、16位和32位通用局域匯流排;


●支持局域匯流排與PCI時鐘的非同步運行;


●支持Big/Little Endian編碼位元組轉換;


●支持來自兩個局域匯流排的中斷所生成的PCI中斷;


●可用串列EEPROM裝載配置信息;


●具有ISA模式,支持PCI匯流排到ISA匯流排的單周期存儲器(8位、16位)讀寫和I/O訪問。


圖1所示是PCI9052的信號介面示意圖。


2 PCI9052的應用操作


2.1 初始化


在上電時,PCI匯流排的RST信號有效,同時,PCI9052輸出局部複位信號LRESET並檢查EEPROM是否存在數值。若存在,則根據EEPROM中的內容設置內中寄存器,否則設為預設值。PCI配置寄存器只能通過EEPROM或PCI主機CPU來進行設置。


2.2 複位


PCI9052匯流排介面在RST信號輸入有效時將引起整個PCI9052的複位,並輸出LRESET局部複位信號。PCI匯流排上的主機可以通過設置控制寄存器中的軟體複位比特來對PCI9052進行複位,並輸出LRESET信號。



2.3 串列存儲器介面


複位后,PCI9052開始讀串列EEPROM,若讀出的第一個字非FFFFH,則PCI9052繼續讀操作,否則認為EEPROM無效。對PCI9052來講,EEPROM的前四個位元組應為52H、90H、B5H和10H,其中9052H為設備號,10B5H為廠商編號。


2.4 寄存器訪問


PCI9052的內部寄存器可通過PCI匯流排的主機CPU和串列EEPROM進行訪問,這些內部寄存器分為PCI配置寄存器和局部匯流排配置寄存器。主要有以下幾種:


●設備與廠商寄存器:該寄存器位於PCI配置寄存器的起始處,用於標識設備類別及製造廠家;


●狀態寄存器:狀態寄存器內含與PCI匯流排相關的事件信息;


●命令寄存器:用來控制設備對PIC訪問的響應;''''


●局部配置寄存器存儲器訪問的PCI基地址寄存器:系統BIOS利用此寄存器為PCI9052局部配置寄存器的存儲器訪問分配一段PCI地址空間,範圍為128位元組,實始化時,主機對寄存器寫入FFFFFFFF,然後讀回FFFFFF70,以確定其佔用空間為128位元組;


●局部配置寄存器I/O訪問的PCI基地址寄存器:系統BIOS利用此寄存器為PCI9052局部配置寄存器的I/O訪問分配一段PCI地址空間;


●局部地址空間0訪問的PCI基地址寄存器:系統BIOS利用此寄存器為PCI9052局部地址空間0的訪問分配一段PCI地址空間;


PCI主機處理可以直接對局部上的設備進行讀/寫操作。PCI9052配置寄存器能夠訪問映射到局部的地址空間。同時片內的讀寫FIFO使PCI9052能夠支持PCI匯流排與局部匯流排間的高性能猝發傳送。PCI匯流排主控訪問局部匯流排的示意圖如圖2所示。


2.5 局部匯流排ISA介面模式


PCI9052的新功能是它直接提供給用戶個ISA邏輯介面,從而保證了ISA到PCI的平滑轉換,另外,ISA介面還能支持8/16位存儲器或I/O設備。用戶通過對EEPROM的編程可將PCI9052置為ISA介面模式,在ISA介面模式下,LRESET信號將由低有效變為高有效,並可將局部匯流排空間2、3配置為無復用方式。


3 基於PCI9052的PCI介面卡設計


利用PCI匯流排目標介面晶元PCI9052設計PCI介面卡非常簡便,圖3是筆者設計的PCI匯流排數據採集卡的原理框圖。圖中的數據採集電路用來完成數據的採集與存儲,而PCI匯流排上的主機CPU可通過PCI9052直接讀取存儲器中的數據。


4 結束語


由於PCI匯流排數據吞吐量大,傳輸速率高,從而大大改善了數據傳輸的“瓶頸”問題。所以,在未來的微機介面設計中,基於PCI匯流排的設計在將成為主流。當然,PCI匯流排協議比較複雜,設計PCI控制介面難較大。目前,一般採用兩種方式:一種是使用ALTERA,XILINX等公司的FPGA系列並使用其元件庫;另一種辦法是使用成型介面晶元如AMCC公司的S5933或PLX公司的PCI905X系列等。而專用PCI介面晶元的使用將避免用戶直接面對複雜的PCI匯流排協議,因此,可以降低設計難度,從而使用戶能夠集中精力解決具體的應用問題以縮短開發周期。





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