PCI9030及其PCI總線接口電路設(shè)計
0 引 言
PXI總線系統(tǒng)的卓越性能和較低的價格,使得越來越多從事自動測試的工程技術(shù)人員開始關(guān)注PXI的發(fā)展。而PXI總線是PCI總線在儀器領(lǐng)域的擴展,可以將PXI總線分為PCI總線和PXI擴展的總線兩部分。將進行PCI總線接口電路的設(shè)計,從而為設(shè)計 PXI模塊儀器,組建PXI總線自動測試系統(tǒng)做好準備。
目前,PCI總線接口電路的實現(xiàn)主要有兩種方案:一是采用一片大容量FPGA/CPLD實現(xiàn)PCI總線接口邏輯;另一種是采用ASIC芯片完成PCI總線的接口電路。由于PCI總線速度高,協(xié)議復(fù)雜,采用第一種方案雖然應(yīng)用很靈活,但是調(diào)試困難,開發(fā)周期長,而且采用一片工業(yè)級可用于PCI接口的 FPGA/CPLD完成PCI總線接口功能,遠比使用PCI接口芯片的成本高。采用第二種方案,功能強,價格低,穩(wěn)定性好,開發(fā)周期較短。通過對上述兩種接口方案的比較,從綜合開發(fā)難度、芯片功能、開發(fā)速度和開發(fā)經(jīng)費等方面考慮,在此采用后一種方案完成PCI總線的接口設(shè)計。
1 PCI9030芯片及其主要特點
PCI9030是全球最大的PCI接口設(shè)備制造商PLXTechnology于1999年3月推出的全新的32 b/33 MHz PCI目標設(shè)備接口芯片。它采用PLX先進的SMARTarget技術(shù),不僅為各種應(yīng)用提供了最大的靈活性,而且大大簡化了系統(tǒng)設(shè)計,具有最高的性價比,能夠滿足各種應(yīng)用的要求。PLX計劃用它替代應(yīng)用廣泛的PCI9050和PCI9052。PCI9030主要有以下特點;
(1)采用PLX先進的SMARTarget技術(shù),完全兼容PCI 2.2協(xié)議規(guī)范,PCI突發(fā)傳輸速率高達132 MB,/s,是第一個符合CompactPCI PICMG2.1標準的工業(yè)級目標設(shè)備接口芯片。
(2)支持高達60 MHz的局部總線操作,突發(fā)傳輸模式下速率可達240 MB/s,支持PCI目標預(yù)取模式、PCI目標可編程突發(fā)傳輸、PCI目標延遲寫模式和PMW(Posted Memory Writes)模式。
(3)資源豐富,應(yīng)用靈活。它支持5個PCI to Lo-cal地址空間,擁有9個通用I/O(GPIOs),4個可編程片選(CS[3…0]),中斷發(fā)生器/控制器,支持 Big/LittleEndian字節(jié)轉(zhuǎn)換,可提供PCI緩沖時鐘(33 MHz),局部總線可編程讀寫選通定時等。
(4)局部總線的配置可編程,可支持復(fù)用或非復(fù)用模式的8位,16位或32位局部總線。
(5)PCI9030支持3.3 V,5 V電源容錯,因此在采用5 V電源的CPLD時,不需要進行電平轉(zhuǎn)換,可以直接連接,使得電路更加簡潔。
2 PCI總線接口電路
PCI總線開關(guān)模塊是在滿足PCI總線數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的前提下進行寫數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)回讀,完成PCI總線的基本數(shù)據(jù)傳送。寫數(shù)據(jù)時經(jīng)過鎖存和繼電器驅(qū)動模塊來驅(qū)動繼電器工作,可以通過數(shù)據(jù)線回讀繼電器的狀態(tài),以判斷數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性,其原理框圖如圖1所示。
下面以本模塊為例介紹PCI總線接口設(shè)計過程。
PCI總線接口電路主要分為3個部分,即PCI總線接口、局部總線接口、串行E2PROM接口,如圖2所示。LCLK通過500 Ω電阻與BCLK0連接,為PCI9030提供本地時鐘信號。局部總線多路復(fù)用和非多路復(fù)用選擇是通過硬件實現(xiàn)。這里選用多路復(fù)用,故將PCI9030的 MODE引腳通過電阻上拉至3.3 V電源。邊界掃描JTAG不使用,PCI9030引腳TRST應(yīng)該通過電阻接地。
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