PCI接口芯片s5935及其應(yīng)用

關(guān)鍵詞：PCI WDM s5935

ＰＣＩ局部總線(xiàn)由于具有高速率以及支持即插即用等特點(diǎn)在微機(jī)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。利用ＰＣＩ接口芯片可以方便地設(shè)計(jì)ＰＣＩ規(guī)范板卡。ｓ５９３５是ＡＭＣＣ公司ｓ５９ｘｘ系列ＰＣＩ接口芯片中的一種。該芯片功能強(qiáng)大，可用于高速數(shù)據(jù)采集處理卡、視頻加速卡以及多媒體通信等。其主要特點(diǎn)如下：

●兼容ＰＣＩ２．１規(guī)范，可實(shí)現(xiàn)ＰＣＩ總線(xiàn)主設(shè)備和從設(shè)備功能；

●具有高達(dá)１３２ＭＢ／ｓ的傳輸速率；

●支持８／１６／３２位外加用戶(hù)總線(xiàn)；

●可選ｎｖＲＡＭ和擴(kuò)展ＢＩＯＳ；

●具有直通、郵箱、ＦＩＦＯ／ＤＭＡ三種工作方式；

●適于３２位５Ｖ電平ＰＣＩ卡，具有１６０腳ＰＱＦＰ和２０８腳ＴＱＦＰ兩種封裝。

１?。螅担梗常档慕Y(jié)構(gòu)

圖１所示是ｓ５９３５的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。ｓ５９３５中的寄存器分為ＰＣＩ配置寄存器組和操作寄存器組。前者可從ｎｖＲＡＭ的４０ｈ～７ｆｈ位載入，也可以是默認(rèn)值，ｓ５９３５只能實(shí)現(xiàn)首部類(lèi)型０和單功能設(shè)備配置。后者用于ｓ５９３５與外加總線(xiàn)的操作配置和數(shù)據(jù)傳輸（如中斷控制，郵箱入口等），從ＰＣＩ總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)時(shí)稱(chēng)為ＰＣＩ操作寄存器組，地址為ＰＣＩ操作寄存器基址加各寄存器偏移地址；而從外加總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，稱(chēng)為外加總線(xiàn)操作寄存器組，可通過(guò)ＡＤＲ[６:２]選擇。

ｓ５９３５的引腳接口分為ＰＣＩ總線(xiàn)接口、外加總線(xiàn)接口和ｎｖＲＡＭ接口。外加總線(xiàn)接口包括中斷、復(fù)位輸出、數(shù)據(jù)總線(xiàn)及控制引腳，這三種工作方式各有其獨(dú)立的控制引腳。

２　ｓ５９３５的工作方式

ｓ５９３５具有直通、郵箱和ＦＩＦＯ三種工作方式，其中直通方式（Ｐａｓｓ－Ｔｈｒｕ）可以實(shí)現(xiàn)ＰＣＩ總線(xiàn)對(duì)外加總線(xiàn)的實(shí)時(shí)讀寫(xiě)，它可對(duì)ＰＣＩ總線(xiàn)讀寫(xiě)時(shí)序直接響應(yīng)；郵箱方式（ＭＡＩＬＢＯＸ）可通過(guò)ＰＣＩ總線(xiàn)與外加總線(xiàn)的一方讀／寫(xiě)郵箱，另一方接收中斷／查詢(xún)并寫(xiě)／讀郵箱；以上兩種工作方式只能在ｓ５９３５作為ＰＣＩ從設(shè)備時(shí)實(shí)現(xiàn)。 而ＦＩＦＯ方式則可使其作為總線(xiàn)主設(shè)備來(lái)啟動(dòng)ＤＭＡ數(shù)據(jù)傳輸。在典型的ＰＣＩ數(shù)據(jù)處理卡中，可用ｓ５９３５作為ＰＣＩ接口通過(guò)ＤＳＰ處理數(shù)據(jù)，同時(shí)使用ＦＰＧＡ完成ＤＳＰ與ｓ５９３５間的邏輯轉(zhuǎn)換；郵箱或直通方式用于主機(jī)和ＤＳＰ之間的命令和參數(shù)傳輸，ＦＩＦＯ／ＤＭＡ方式則可完成高速批量數(shù)據(jù)傳送。下面是ｓ５９３５的ＰＣＩ配置及三種工作方式在Ｗｉｎ-ｄｏｗｓ２０００下的ＷＤＭ驅(qū)動(dòng)程序（ＤＤＫ編程）。

２．１ ｓ５９３５的ＰＣＩ配置

ＰＣＩ配置寄存器格式可參考ＰＣＩ協(xié)議文檔。如果不使用ｎｖＲＡＭ加載ｓ５９３５的ＰＣＩ配置寄存器，將無(wú)法實(shí)現(xiàn)ＦＩＦＯ和直通工作方式。ＰＣＩ配置寄存器中的基址寄存器ＢＡＳＥ ＡＤＤＲＥＳＳ ０對(duì)應(yīng)于ＰＣＩ操作寄存器的基地址；ＢＡＳＥ ＡＤＤＲＥＳＳ １至４則分別對(duì)應(yīng)于四個(gè)直通通道地址（無(wú)ｎｖＲＡＭ時(shí)默認(rèn)為０）。上述基址寄存器的內(nèi)容可由系統(tǒng)在初始化時(shí)查詢(xún)以確定映射方式（Ｉ／Ｏ或內(nèi)存映射）、直通通道位寬和地址范圍，然后由系統(tǒng)寫(xiě)入物理地址，這種具體配置方法比較麻煩（見(jiàn)參考文獻(xiàn)１和２）。同時(shí)，ｎｖＲＡＭ的４５ｈ字節(jié)的第５、６位必須置０以使能ＦＩＦＯ操作。

２．２ 直通方式

ｓ５９３５提供有四條直通通道，可以實(shí)現(xiàn)單周期和突發(fā)數(shù)據(jù)傳送。在主機(jī)驅(qū)動(dòng)程序中，讀寫(xiě)直通通道地址可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，如：

ＷＲＩＴＥ ＰＯＲＴ ＵＳＨＯＲＴ?ＢＡＳＥ ＡＤＤＲＥＳＳ ３＋ＯＦＦ-ＳＥＴ ＡＤＤＲＥＳＳ，ＤＡＴＡ?；

ｓ５９３５外加總線(xiàn)接口部分相關(guān)引腳：

ＰＴＡＴＮ： 輸出，直通周期開(kāi)始；

ＰＴＮＵＭ?１?０?： 輸出，指示四個(gè)直通通道之一；

ＰＴＢＥ?３?０?： 輸出，ＤＱ?３１?０?字節(jié)使能；

ＰＴＷＲ： 輸出，讀寫(xiě)選擇；

ＰＴＡＤＲ： 輸入，ＯＦＦＳＥＴ ＡＤＤＲＥＳＳ從直通地址寄存器驅(qū)動(dòng)至ＤＱ?３１?０?；

ＰＴＲＤＹ： 輸入，表明外加總線(xiàn)完成傳輸；

ＡＤＲ?６?２?： 輸入，選擇外加操作寄存器；

２．３ 郵箱方式

ｓ５９３５有輸入、輸出郵箱各四個(gè)，多采用中斷／查詢(xún)方式傳輸數(shù)據(jù)，外加總線(xiàn)則可由ＡＤＲ?６：２?和ＩＲＱ等引腳實(shí)現(xiàn)。中斷控制／狀態(tài)寄存器用于實(shí)現(xiàn)中斷的使能配置、查詢(xún)和清除，郵箱狀態(tài)寄存器可查詢(xún)郵箱狀態(tài)，通過(guò)控制／狀態(tài)寄存器可使郵箱復(fù)位。還可以通過(guò)ＥＡ?０?８?腳直接讀寫(xiě)外加總線(xiàn)４號(hào)輸出郵箱的第三字節(jié)，這也是直連外部中斷的一種簡(jiǎn)單方法。在Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００下，其典型ＷＤＭ驅(qū)動(dòng)程序中斷相關(guān)部分模型如下（地址Ｉ／Ｏ映射）：

ＡｄｄＤｅｖｉｃｅ（）／／加載設(shè)備

? ……

ＩｏＩｎｉｔｉａｌｉｚｅＤｐｃＲｅｑｕｅｓｔ（）；

……?

ＤｉｓｐａｔｃｈＰＮＰ ? ? ／／

?……

ｃａｓｅ ＣｍＲｅｓｏｕｒｃｅＴｙｐｅＩｎｔｅｒｒｕｐｔ：

ＧｅｔＩｎｔｅｒｒｕｐｔＲｅｓ??； ／／取得中斷資源

……

ＷＲＩＴＥ ＰＯＲＴ ＵＬＯＮＧ（ＢＡＳＥ ＡＤＤＲＥＳＳ ０＋ＩＮＴＣＳＲ，ＤＩＳＡＢＬＥ ＩＮＴ ＤＷＯＲＤ） ；／／禁止中斷

ＩｏＣｏｎｎｅｃｔＩｎｔｅｒｒｕｐｔ???

……?

ＤｅｖｉｃｅＣｏｎｔｒｏｌ（）／／實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序中ＤｅｖｉｃｅＩＯＣｏｎ-ｔｒｏｌ函數(shù)對(duì)設(shè)備的讀寫(xiě)

? ……

ｓｗｉｔｃｈ?ＣＯＮＴＲＯＬＣＯＤＥ??……

ｃａｓｅ ＥＮＡＢＬＥ ＩＮＴＥＲＲＵＰＴ： ／／使能和配置

中斷方式

ＷＲＩＴＥ ＰＯＲＴ ＵＬＯＮＧ（ＢＡＳＥ ＡＤＤＲＥＳＳ ０＋ＩＮＴＣＳＲ，ＩＮＴ ＭＡＳＫ ＤＷＯＲＤ）；

ｃａｓｅ ＷＲＩＴＥ ＤＡＴＡ：

ＷＲＩＴＥ ＰＯＲＴ ＵＬＯＮＧ（ＢＡＳＥ ＡＤＤＲＥＳＳ ０＋ＩＮＣＯＭＩＮＧ ＭＢＯＸ２ ＡＤＤＲＥＳＳ，ＤＡＴＡ）；

}

……}

ＩｎｔｅｒｒｕｐｔＨａｎｄｌｅｒ? ? ／／中斷服務(wù)函數(shù)

{ ……

ＤＷＯＲＤ＝ ＲＥＡＤ ＰＯＲＴ ＵＬＯＮＧ（ＢＡＳＥ ＡＤ-ＤＲＥＳＳ ０＋ＩＮＴＣＳＲ）?／／查詢(xún)是否使本設(shè)備產(chǎn)生的中斷及本設(shè)備以何種方式產(chǎn)生中斷

……

ＤＷＯＲＤ＝ＲＥＡＤ ＰＯＲＴ ＵＬＯＮＧ（ＢＡＳＥ ＡＤ-ＤＲＥＳＳ ０＋ＰＣＩ ＩＮＣＯＭＩＮＧ ＭＢＯＸ２）；／／假設(shè)２號(hào)郵箱收到數(shù)據(jù)產(chǎn)生此中斷

ＷＲＩＴＥ ＰＯＲＴ ＵＬＯＮＧ（ＢＡＳＥ ＡＤＤＲＥＳＳ ０＋ＩＮＴＣＳＲ，ＤＥＡＳＳＥＲＴ ＩＮＴＥＲＲＵＰＴ ＷＯＲＤ）；／／清中斷

……

ＩｏＲｅｑｕｅｓｔＤｐｃ（）；／／調(diào)用ＤｐｃＦｏｒＩＳＲ函數(shù)，完成可推遲的中斷服務(wù)

……?

ＤｐｃＦｏｒＩＳＲ? ? ?……?

２．４ ＦＩＦＯ方式

ｓ５９３５的兩條ＦＩＦＯ，分別對(duì)應(yīng)于讀、寫(xiě)外加總線(xiàn)，它們可根據(jù)讀寫(xiě)方向由ｓ５９３５自動(dòng)選擇。當(dāng)外加總線(xiàn)作為主控設(shè)備時(shí)，使能ＡＭＲＥＮ（外加總線(xiàn)主控讀使能）和ＡＭＷＥＮ（外加總線(xiàn)主控寫(xiě)使能）引腳即可啟動(dòng)ＦＩＦＯ／ＤＭＡ傳輸，同時(shí)可通過(guò)相應(yīng)的引腳或寄存器得到ＦＩＦＯ狀態(tài)并復(fù)位ＦＩＦＯ。當(dāng)從ＰＣＩ總線(xiàn)進(jìn)行ｓ５９３５主控ＦＩＦＯ／ＤＭＡ傳輸時(shí)，首先應(yīng)在中斷配置寄存器中寫(xiě)ｅｎｄｉａｎ格式和中斷方式，然后寫(xiě)地址和計(jì)數(shù)寄存器，最后寫(xiě)ＰＣＩ控制／狀態(tài)寄存器（ＭＣＳＲ）并啟動(dòng)ＤＭＡ， 在Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００下的驅(qū)動(dòng)程序步驟如圖２所示，具體編程可參考郵箱方式。