基于FPGA的雙口RAM與PCI9O52接口設計

2 PCI和雙口RAM之間的接口設計
為了解決PCI9052和雙口RAM之間讀寫(xiě)時(shí)序不匹配的問(wèn)題，采用可編程邏輯器件CYCLONE-II來(lái)實(shí)現它們之間的接口電路，其信號連接關(guān)系如圖1所示。

PCI9052對雙口RAM發(fā)出讀寫(xiě)指令需在FPGA配置完之后，這可以通過(guò)查詢(xún)CONF_DONE(和USERl相連)和INIT_DONE(和USER3相連)來(lái)確定FPGA是否配置完成。如采樣INIT_DONE信號，當其為高，表明FPGA配置完成；如采樣CONF_DONE，當其為高，則PCI9052還需要等待tCD2UM(min=18 μs，max=40 μs)時(shí)間后，才能對雙口RAM進(jìn)行讀寫(xiě)操作雙口RAM使用的是IDT70V28L，它的存取時(shí)間大于20ns。PCI9052采用非復用、單周期讀／寫(xiě)模式，工作于25MHz時(shí)鐘，PCI訪(fǎng)問(wèn)存儲器是以32位位寬，每讀寫(xiě)操作一次在Local Bus上都對應2次16位位寬的操作，為了防止相鄰二次交易的沖突，每次狀態(tài)機都是以檢測ADS信號有效開(kāi)始一次讀寫(xiě)訪(fǎng)問(wèn)，且插入一個(gè)NXDA等待周期。具體讀寫(xiě)操作實(shí)現過(guò)程如下。
2．1 PCI9052寫(xiě)過(guò)程
寫(xiě)過(guò)程是用狀態(tài)機加以描述，該狀態(tài)機有6個(gè)狀態(tài)，分別是寫(xiě)空閑、寫(xiě)開(kāi)始、寫(xiě)等待數據、寫(xiě)過(guò)程、寫(xiě)過(guò)程等待和寫(xiě)結束。具體的狀態(tài)轉移圖如圖2所示。

當系統復位后，BTERM、M S被拉高，LHOLD、MODE拉低，寫(xiě)控制信號無(wú)效，狀態(tài)機處于寫(xiě)空閑狀態(tài)。
當狀態(tài)機處于寫(xiě)空閑狀態(tài)時(shí)，在每次上升沿采樣到ADS有效和LW R為高電平，且訪(fǎng)問(wèn)雙口RAM空間(CS0或CSl有效)，狀態(tài)機就進(jìn)入寫(xiě)開(kāi)始狀態(tài)。在寫(xiě)開(kāi)始狀態(tài)，狀態(tài)機等待未進(jìn)行一定的操作。接著(zhù)是寫(xiě)等待數據狀態(tài)，此時(shí)根據片選信號CS0和CSl的值譯出SEML、CEOL、CElL，并輸出有效的地址和控制信號R WL、UBL、LBL到雙口RAM。接著(zhù)是寫(xiě)過(guò)程狀態(tài)，為了得到有效的數據，該過(guò)程未對輸入輸出操作。然后是寫(xiě)過(guò)程等待狀態(tài)，此時(shí)，置LRDY信號有效且輸出有效的數據到雙口RAM。最后是寫(xiě)結束狀態(tài)，將片選信號CEOI。、CElL、SEMI。置位無(wú)效，在該過(guò)程的下一個(gè)周期將其余的寫(xiě)控制信號置為無(wú)效，狀態(tài)機恢復為寫(xiě)空閑狀態(tài)。
2．2 PCI9052讀過(guò)程
讀過(guò)程也是用狀態(tài)機加以描述，該狀態(tài)機有6個(gè)狀態(tài)，分別是讀空閑、讀開(kāi)始、讀等待數據、讀過(guò)程、讀過(guò)程等待和讀結束。其狀態(tài)轉移如圖3所示。

當系統復位后，BTERM、M S被拉高，LHOLD、MODE拉低，讀控制信號無(wú)效，狀態(tài)機處于寫(xiě)空閑狀態(tài)。