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如何給PCI卡選用合適的總線控制器
引言
現要研制一臺檢測設備，采用工控機結構。需要設計一個將上位機與DSP、DDS等功能單元（做成擴展卡插在擴展槽中）連接起來的模塊單元（即用來傳輸控制命令、狀態和信號數據的接口部件）。在設計計算機擴展接口之前，首先考慮的是采用哪種總線形式。PCI總線是Intel公司推出的一種高性能局部總線，它的主要特點是：①具有地址數據多路復用的高性能32位或64位的同步總線�？偩�引腳數目和部件數量少（對于總線目標設備只有47根信號線，對于主設備最多只有49根信號線），降低了成本及布線復雜度。②PCI局部總線在33MHz總線時鐘、
32位數據通路時，可達到峰值132Mbit/s的帶寬；在33MHz總線時鐘，64位數據通路時可達到峰值264Mbit/s的帶寬；在66MHz主頻時，對于32位數據通路和64位數據通路帶寬的峰值，可分別達到264Mbit/s或528Mbit/s的帶寬；PCI總線還有線性突發傳輸功能，保證了滿載的高速傳輸。③PCI總線的設計是獨立于處理器的，可以方便地符合PCI規范的微機和工作站系統中進行硬件移植，目前已成為嵌入式系統的局部總線之一。④隱蔽的總線仲裁，減小了仲裁開銷。⑤極小的存取延時，采用總線多主控和異步數據轉移操作。⑥PCI提供的數據和地址奇偶校驗功能，保證數據完整性和準確性。⑦PCI總線與CPU和時鐘頻率無關，它能支持多個外設，設備間通過局部總線可以完成數據快速傳遞，從而很好地解決數據傳輸的瓶頸問題。⑧對PCI擴展卡及元件，能夠自動配置，實現設備的即插即用。由于使用方便、靈活、產品壽命長，目前PCI總線產品與其它的總線標準相比具有茂大優越性和更為廣闊的應用前景。我們決定采用1個PCI總線的控制器來完成這個適配卡的設計。通過這一適配卡的連接，將信號、數據通過工控機內的總線插槽傳到各個功能模塊中。
1 芯片選擇
目前，PCI總線接口電路主要有2種選擇：PCI專用芯片組（又稱橋接電路）或PLD。PCI總線協議較復雜，設計PCI控制接口難度較大，對于產品不大又有時限的工程項目來說，成本較大；而通用的PCI接口芯片功能全而強大（例如FIFO速度快、容量大，可支持DMA方式等），它實現PCI規范所要求的所有硬件接口信號和配置空間寄存器，能夠減少開發時間和成本，并獲得較好的數據傳輸性能。所以決定采用已有的橋接電路。PCI總線橋接器又分主控設備（master）和目標設備（target）兩大類。主控設備可以控制總線驅動地址、數據和控制信號；目標設備不能啟動總線操作，只能依賴于主控設備從其中讀取或向其傳送數據。以下針對當前的一些較新推出的產品作一些介紹和比較。
1.1 目標設備
這是一款采用SMARTarget技術的32位、33MHz的PCI目標接口芯片。是目前PLX公司推出的最高級通用PCI目標設備。它完全符合PCI2.2規范，并且是業界提供的第1個支持CompactPCI、熱交換規范PICMG2.1的產品。
①特色。32位、33MHz目標接口支持上至132MB/s的突發傳送；局部總線操作速度最高達60MHz，支持突發傳送達240MB/s；PCI目標讀預取、延遲寫模式。PCI突發傳輸長度可編程；支持5個局部地址空間到PCI總線地址空間映射（空間0、1、2、3、4以及1個擴展的ROM）；傳輸等待周期、總線寬度可編程；提供4個片選信號（沒有譯碼邏輯，局部器件減少）、9個可編程通用I/O；可編程對局部總線讀寫門信號；全面支持PCI2.2規范中的關鍵產品數據（vital product data），包含一些新的功能結構，為用戶或系統定久的參數或配置數據提供了一個靈活的存取方式；包含2個可編程FIFO（PCI目標讀FIFO深度為16個長字、PCI目標寫FIFO深度為32個長字）。PCI9030還提供了1個PCI時鐘的緩沖輸出，可用來作為局部總線的輸入時鐘；封裝為176腳PQFP以及180腳uBGA。
②兼容性。PCI9030的引腳與9050、9052、9054、9080均不兼容，只兼容9050、9052的寄存器，并提供了某些寄存器新的位定義和若干新的寄存器定義；但與9054以及9080的寄存器不兼容。PCI9030可廣泛應用于網絡、通信、圖像及海量存儲設計中。它易于將已有的其它總線設計轉換到PCI總線的設計，縮短了設計周期，且其豐富的外部接口大節省了制板空間。
（2）AMCCS5920
AMCCS5920（簡稱S5920）是AMCC公司新近推出的一種PCI總線目標接口芯片，從其功能來看，可被視作是S5933的子集。與后者相比，S5920減少了總線主控的功能，其它性能相仿，甚至有所增強；而價格卻降低了很多，因此，在很多無需進行總線主控的場合，采用S5920完成設計能取得更高的性能價格比。其主要性能如下：符合PCI2.2標準；最高傳輸速率132MB/s；可編程的預取長度和等待周期；4個32位讀寫FIFO的直通通道；外加總線可工作于主動或被動狀態；支持即插即用；支持串行NVRAM和可選的外部BIOS配置；160腳PQFP封裝。
S5920提供了3個物理總線接口：PCI總線接口、外加總線接口和外部非易失性存儲器接口。PCI總線接口與主機板的PCI總線擴展槽連接，外加總線接口與外部功能設備連接，非易失性存儲器接口與配置存儲器連接；符合I2C串行總線標準，配置存
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