基于PCI總線(xiàn)模塊的多通道串行數據采集系統設計
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目前市面上有多種數據采集卡，但其應用都具有一定的局限性，不可能完全滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。本文介紹的數據采集卡可應用于某視頻圖像采集系統中，數據源發(fā)送多路同步串行數據，然后經(jīng)過(guò)數據采集卡傳入上位機用以進(jìn)行后續分析。上位機向外寫(xiě)控制字并轉換后以異步串行方式輸出。用以控制視頻圖像的采集。本系統將PCI接口邏輯和其他用戶(hù)邏輯集成于一片FPGA中，因而大大節省了資源，便于進(jìn)行串口擴展及其他功能的添加，性能良好，用途廣泛。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/170845.htmPCI總線(xiàn)是一種高性能的局部總線(xiàn)，具有32位可升級到64位的、獨立于CPU的總線(xiàn)結構。工作頻率為33/66 MHz，最高傳送速度可達132 MB/s(32位、33 MHz)或528 MB/s(64位、66 MHz)。
PCI總線(xiàn)定義了Memory(存儲器)空間、I/O(輸入/輸出)空間和配置空間3種地址空間，并具有兩種工作模式：其中主模式下的PCI設備具有總線(xiàn)控制權，可以實(shí)現DMA傳輸;而被主設備控制進(jìn)行通信的稱(chēng)為從模式(TARGET)。
1.1 PCI總線(xiàn)的配置空間
所有的PCI設備都必須實(shí)現配置空間，該空間分為首部區和設備有關(guān)區。首部區中的強制性寄存器有：供應商代碼(Vendor ID)寄存器用于標明設備制造商)，設備代碼(Device ID)寄存器(用于指明特定的設備，它由供應商分配)，版本識別(Revision ID)寄存器，首部類(lèi)型(He-ader Type)寄存器和類(lèi)別寄存器(Class Code)。以上五個(gè)寄存器均可用于PCI總線(xiàn)上設備的識別。另外，首部區中還有兩種必須實(shí)現的寄存器：其中命令寄存器用于存放PCI命令，而設備狀態(tài)寄存器則用于記錄PCI的狀態(tài)信息。
操作系統在啟動(dòng)時(shí)應判斷系統中有多少存儲器、以及I/O設備需要多少地址空間，然后建立統一的地址映射關(guān)系，這時(shí)的PCI設備需要用到基地址寄存器。另外，若要實(shí)現中斷，還必須設置中斷引腳(Interrupt Pin)寄存器和中斷線(xiàn)(Interrupt Line)寄存器。
1.2 PCI總線(xiàn)的中斷機制
PCI總線(xiàn)的硬件中斷方式分為邊沿觸發(fā)和電平觸發(fā)，PCI設備為低電平觸發(fā)(level-sensitive)。PCI總線(xiàn)上有4條中斷請求信號線(xiàn)：INTA #、INTB#、INTC#、INTD#，中斷引腳寄存器的值01H～04H分別對應4條中斷線(xiàn)，單功能PCI設備只能使用INTA#。此外，使用了中斷引腳的設備還必須實(shí)現中斷線(xiàn)寄存器。POST例程(加電自檢測程序)在進(jìn)行系統初始化和配置時(shí)還要將中斷線(xiàn)信息寫(xiě)入該寄存器。PCI總線(xiàn)中斷是可以共享的，這一方面解決了中斷資源緊張的問(wèn)題，但另一方面也會(huì )給PCI中斷的實(shí)現帶來(lái)麻煩。
2 系統硬件實(shí)現
2.1 PCI配置寄存器的設置
Altera公司的PCI編譯器(PCI Compiler)提供有使用Altera器件實(shí)現PCI接口設計的完全解決方案。其中包括4種PCI接口兆核函數(PCI IP)及相關(guān)測試平臺。
通過(guò)PCI編譯器的IP工具臺或直接編輯生成的兆核函數頭文件可以設置并修改PCI的配置空間信息，本系統的主要配置信息如下：
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