基于PCI總線的電視圖像處理仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2 PCI總線視頻信號(hào)處理卡
PCI總線視頻處理卡由模擬視頻信號(hào)處理、視頻信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換、PCI總線數(shù)據(jù)采集和信號(hào)傳輸?shù)炔糠纸M成。
2.1 視頻處理和視頻A/D轉(zhuǎn)換
視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)電纜傳輸后有一定的衰減并且迭加上噪聲信號(hào),對(duì)A/D轉(zhuǎn)換前的原始視頻信號(hào)進(jìn)行放大和濾波處理,可以有效增強(qiáng)視頻信息,降低噪聲干擾。視頻A/D轉(zhuǎn)換芯片可供選擇的種類(lèi)比較多,如SAA7111,BT218等。
2.2 PCI總線數(shù)據(jù)采集和信號(hào)傳輸
PCI總線是成組數(shù)據(jù)的瘁發(fā)傳輸,每組數(shù)據(jù)是由一個(gè)地址信號(hào)和一系列的數(shù)據(jù)信號(hào)組成,PCI總線采用地址和數(shù)據(jù)復(fù)用結(jié)構(gòu),大大減少了信號(hào)數(shù)量,但PCI總線規(guī)范仍然十分復(fù)雜,其接口的實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)ISA、EISA總線困難,連接到PCI總線上的設(shè)備可分為主控設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備兩類(lèi),目標(biāo)設(shè)備最少需要47個(gè)信號(hào),主控設(shè)備最少需要49個(gè)信號(hào),其中包括數(shù)據(jù)/地址復(fù)用總線、接口控制線、仲裁、總線命令、系統(tǒng)線等。在設(shè)計(jì)中,可采用以下兩種方案實(shí)現(xiàn)PCI總線的接口設(shè)計(jì):
2.2.1 采用可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)PCI接口設(shè)計(jì)
目前幾乎所有的可編程邏輯器件廠商均有用于微型計(jì)算機(jī)接口的典型的PLD產(chǎn)品。多數(shù)廠家還提供用VHDL、Verilog、AHDL編制的PCI總線接口核心設(shè)計(jì)模塊。利用這些模塊可編程邏輯器件可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的PCI總線接口設(shè)計(jì)。由于可編程邏輯器件自身的特點(diǎn),設(shè)計(jì)人員實(shí)現(xiàn)PCI接口設(shè)計(jì)時(shí)有更多的思維想象空間。
雖然使用可編程邏輯器件設(shè)計(jì)PCI接口具有靈活的特點(diǎn),但在設(shè)計(jì)中仍存在以下需要關(guān)注的問(wèn)題:
(1)PCI具有順從性的特點(diǎn),幾乎所有包含高性能數(shù)據(jù)和控制路徑中的邏輯都需要1個(gè)PCI系統(tǒng)時(shí)間的拷貝,這與PCI苛刻的負(fù)載要求相矛盾。另外,在完成某些功能如數(shù)據(jù)突發(fā)傳送時(shí),往往需要很多時(shí)鐘負(fù)載,而時(shí)鐘上升沿到輸出有效時(shí)間必須小于11 ns,這進(jìn)一步加重時(shí)鐘扇出問(wèn)題。
(2)PCI規(guī)范對(duì)傳輸數(shù)據(jù)的7 ns建立時(shí)間要求苛刻,有時(shí)在設(shè)計(jì)中要使用模擬延遲來(lái)解決。
(3)任何完善的PCI接口器件都必須提供PCI配置空間,實(shí)現(xiàn)PCI規(guī)定功能需要完成邏輯校驗(yàn)、地址譯碼、實(shí)現(xiàn)配置所需的各類(lèi)寄存器等基本要求,選用的可編程器件對(duì)其邏輯門(mén)的容量有較大的要求。
此外,在使用可編程邏輯器件設(shè)計(jì)插卡電路時(shí)還需加入FIFO、用戶(hù)寄存器、后端設(shè)備接口等電路,在一定程度上增大了電路設(shè)計(jì)的難度。
2.2.2 選用PCI總線控制器專(zhuān)用芯片
采用專(zhuān)用芯片放置在插卡電路與PCI總線之間,提供傳遞數(shù)據(jù)和控制信號(hào)。如PLX公司開(kāi)發(fā)的PLX9080和PLX9054系列芯片,AMCC公司的S59xx系列等。AMCC公司的S5933是一種功能強(qiáng)、使用靈活的PCI總線控制器接口芯片,采用160PQFP和208TQFP 兩種封裝形式,符合PCI局部總線規(guī)范,即可作為PCI總線目標(biāo)設(shè)備(Slave),實(shí)現(xiàn)基本的傳送要求,也可作為PCI總線主控設(shè)備(Master)訪問(wèn)其他總線設(shè)備。原理框圖如圖2所示。
S5933提供了3種物理總線接口:PCI總線接口、ADD-ON總線接口及外部配置存儲(chǔ)器(BIOS-ROM)接口,數(shù)據(jù)傳輸可以在PCI總線與 ADD-ON總線之間或與外部配置存儲(chǔ)器之間進(jìn)行。PCI總線與ADD-ON總線之間的傳輸可以使用3種通道:信箱寄存器通道、FIFO通道和PASS- THRU通道。
評(píng)論