CPCI數據總線(xiàn)接口的設計與實(shí)現

摘要 通過(guò)在FPGA中編寫(xiě)Verilog HDL語(yǔ)言控制CPCI協(xié)議轉換芯片，從而實(shí)現與CPCI總線(xiàn)之間的高速通信。實(shí)驗結果證明，該設計方案工作穩定、傳輸速度快、數據準確，并可擴展到其他需要通過(guò)CPCI總線(xiàn)的嵌入式系統中。
關(guān)鍵詞 PCI9054；FPGA；高速通信

高速數據傳輸技術(shù)是現代信息技術(shù)的前沿科技，同時(shí)也是整個(gè)數據鏈技術(shù)的瓶頸之一，為此技術(shù)人員不斷地尋找新的方法。CPCI(Compact PCI)總線(xiàn)就是其中一個(gè)解決方案。
CPCI總線(xiàn)是當前流行的高速嵌入式計算機總線(xiàn)，目前大多數嵌入式計算機系統的接口最終都要經(jīng)過(guò)CPCI總線(xiàn)與計算機內存進(jìn)行交互。CPCI的總線(xiàn)規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(chǎn)的CPCI協(xié)議轉換芯片PCI9054，通過(guò)Verilog HDL語(yǔ)言在FPGA中產(chǎn)生相應的控制信號，完成對數據的快速讀寫(xiě)，從而實(shí)現了與CPCI總線(xiàn)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(guò)利用FPGA的可編程性，可實(shí)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(xié)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(chǎn)的一種基于PCI V2．2總線(xiàn)規范的通用接口芯片。它支持單字節方式和突發(fā)方式兩種傳輸方式。其總線(xiàn)端支持32位／33 MHz傳輸，本地端可以通過(guò)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(xiàn)寬度。
PCI9054可以看做一座建立在CPCI總線(xiàn)和本地用戶(hù)局部總線(xiàn)之間的橋梁。因為PCI9054具有6個(gè)可編程FIFO存儲器進(jìn)行數據緩存，從而保證兩者之間數據傳輸的正確性和實(shí)時(shí)性。并且PCI9054允許其中任意一端作為主控設備去控制總線(xiàn)，同時(shí)另外一端作為目標設備去響應總線(xiàn)。
PCI9054內部具有多個(gè)寄存器組，用以對其兩端的工作狀態(tài)和工作方式進(jìn)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(hù)可以從兩端通過(guò)編程訪(fǎng)問(wèn)所有FIFO及寄存器組的每個(gè)字節，從而查看兩端的工作狀態(tài)和改變兩端的工作方式。