CPCI數據總線接口的設計與實現

摘要 通過在FPGA中編寫Verilog HDL語言控制CPCI協議轉換芯片，從而實現與CPCI總線之間的高速通信。實驗結果證明，該設計方案工作穩(wěn)定、傳輸速度快、數據準確，并可擴展到其他需要通過CPCI總線的嵌入式系統中。
關鍵詞 PCI9054；FPGA；高速通信

高速數據傳輸技術是現代信息技術的前沿科技，同時也是整個數據鏈技術的瓶頸之一，為此技術人員不斷地尋找新的方法。CPCI(Compact PCI)總線就是其中一個解決方案。
CPCI總線是當前流行的高速嵌入式計算機總線，目前大多數嵌入式計算機系統的接口最終都要經過CPCI總線與計算機內存進行交互。CPCI的總線規(guī)范保證了其具有良好的兼容性和可靠性。
本文設計的系統采用PLX公司生產的CPCI協議轉換芯片PCI9054，通過Verilog HDL語言在FPGA中產生相應的控制信號，完成對數據的快速讀寫，從而實現了與CPCI總線的高速數據通信。

1 系統設計
系統主要由PCI9054和FPGA構成，系統結構圖以及信號連接如圖1所示。通過利用FPGA的可編程性，可實現更多的擴展功能，如與DSP，A／D等不同速率間接高速通信等。協議轉換芯片PCI9054的作用就是保證本地數據采集板卡和主CPU板卡之間的數據可以高速準確地傳輸。

2 PCI9054性能分析
PCI9054是由PLX公司生產的一種基于PCI V2．2總線規(guī)范的通用接口芯片。它支持單字節(jié)方式和突發(fā)方式兩種傳輸方式。其總線端支持32位／33 MHz傳輸，本地端可以通過突發(fā)方式達到最大132 Mbit·s-1的傳輸速率，并且可以控制改變本地端的總線寬度。
PCI9054可以看做一座建立在CPCI總線和本地用戶局部總線之間的橋梁。因為PCI9054具有6個可編程FIFO存儲器進行數據緩存，從而保證兩者之間數據傳輸的正確性和實時性。并且PCI9054允許其中任意一端作為主控設備去控制總線，同時另外一端作為目標設備去響應總線。
PCI9054內部具有多個寄存器組，用以對其兩端的工作狀態(tài)和工作方式進行控制。PCI9054對其內部的所有寄存器組和FIFO都行了統一的地址映射，用戶可以從兩端通過編程訪問所有FIFO及寄存器組的每個字節(jié)，從而查看兩端的工作狀態(tài)和改變兩端的工作方式。