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基于EP2SGX系列FPGA的PCI接口设计

发布时间:2020-07-21 18:30:08 阅读: 来源:竹席厂家

0 引 言 在现代雷达数据处理系统和其他应用系统中,传统的ISA、EISA等总线已逐渐无法适应高速数据传输的要求。而PCI局部总线以其高性能、低成本、使用方便和适应性等优点成为大多数系统的主流总线。其中常用的33 MHz、32位的PCI总线尖峰传输速率为132 MB/s。PCI总线接口相对其他总线接口来说是比较复杂的,它有着严格的同步时序要求,且为了实现即插即用和自动配置,PCI总线的配置空间有许多配置寄存器需要设置。本文在简要介绍PCI总线及其特点的基础上,介绍了如何利用FPGA设计PCI总线的接口电路,并给出了设计PCI总线接口时应注意的一些问题。

本文引用地址: PCI总线与数据传输规范 PCI总线信号可划分为如图1所示的几种类型。其中64位总线扩展信号、资源锁存信号和边界扫描信号是可选的。

PCI总线上的数据传送是基于猝发传送的机制,一个猝发传送包括一个地址相和一个或多个数据相。基本的PCI传输由FRAME#、IRDY#和TRDY#信号控制。当数据有效时,数据资源需要无条件设置xRDY#信号(写操作为IRDY#,读操作为TRDY#)。接收方可在适当时间发出它的xRDY#信号。FRAME#信号有效后的第一个时钟上升沿是地址周期的开始,此时传送地址信息和总线命令。下一个时钟上升沿开始一个(或多个)数据周期,当IRDY#和TRDY#同时有效时,数据在主、从设备之间传送。在此期间,可由主设备或从设备分别利用IRDY#和TRDY#的无效而插入等待周期。PCI总线传输包含读、写和中止3个内容,图2和图3所示的时序图显示了PCI总线读、写操作的传输过程。

2 设计考虑及芯片选择 目前PCI接口主要有2种实现方式:使用专用接口芯片和采用可编程器件。专用芯片如PLX公司的9050等,专用芯片可以实现完整的PCI主控模块和目标模块接口功能,将复杂的PCI总线接口转换为相对简单的用户接口。缺点是缺少灵活性,用户可能只用到了部分的PCI接口功能,造成了一定的逻辑资源浪费。采用FPGA的优点在于其灵活的可编程性,首先PCI接口可以依据插卡功能进行最优化设计,而不必实现所有的PCI功能,可以节约系统的逻辑资源。其次可以将PCI插卡上的其他用户逻辑与PCI接口逻辑集成在一个芯片上,实现紧凑设计。再者当系统升级时,只需对可编程器件重新进行逻辑设计,而无需更新PCB版图。

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