PCI9030及其PCI總線(xiàn)接口電路設計

0 引 言
PXI總線(xiàn)系統的卓越性能和較低的價(jià)格，使得越來(lái)越多從事自動(dòng)測試的工程技術(shù)人員開(kāi)始關(guān)注PXI的發(fā)展。而PXI總線(xiàn)是PCI總線(xiàn)在儀器領(lǐng)域的擴展，可以將PXI總線(xiàn)分為PCI總線(xiàn)和PXI擴展的總線(xiàn)兩部分。將進(jìn)行PCI總線(xiàn)接口電路的設計，從而為設計 PXI模塊儀器，組建PXI總線(xiàn)自動(dòng)測試系統做好準備。
目前，PCI總線(xiàn)接口電路的實(shí)現主要有兩種方案：一是采用一片大容量FPGA／CPLD實(shí)現PCI總線(xiàn)接口邏輯；另一種是采用ASIC芯片完成PCI總線(xiàn)的接口電路。由于PCI總線(xiàn)速度高，協(xié)議復雜，采用第一種方案雖然應用很靈活，但是調試困難，開(kāi)發(fā)周期長(cháng)，而且采用一片工業(yè)級可用于PCI接口的 FPGA／CPLD完成PCI總線(xiàn)接口功能，遠比使用PCI接口芯片的成本高。采用第二種方案，功能強，價(jià)格低，穩定性好，開(kāi)發(fā)周期較短。通過(guò)對上述兩種接口方案的比較，從綜合開(kāi)發(fā)難度、芯片功能、開(kāi)發(fā)速度和開(kāi)發(fā)經(jīng)費等方面考慮，在此采用后一種方案完成PCI總線(xiàn)的接口設計。

1 PCI9030芯片及其主要特點(diǎn)
PCI9030是全球最大的PCI接口設備制造商PLXTechnology于1999年3月推出的全新的32 b／33 MHz PCI目標設備接口芯片。它采用PLX先進(jìn)的SMARTarget技術(shù)，不僅為各種應用提供了最大的靈活性，而且大大簡(jiǎn)化了系統設計，具有最高的性?xún)r(jià)比，能夠滿(mǎn)足各種應用的要求。PLX計劃用它替代應用廣泛的PCI9050和PCI9052。PCI9030主要有以下特點(diǎn)；
(1)采用PLX先進(jìn)的SMARTarget技術(shù)，完全兼容PCI 2．2協(xié)議規范，PCI突發(fā)傳輸速率高達132 MB，／s，是第一個(gè)符合CompactPCI PICMG2．1標準的工業(yè)級目標設備接口芯片。
(2)支持高達60 MHz的局部總線(xiàn)操作，突發(fā)傳輸模式下速率可達240 MB／s，支持PCI目標預取模式、PCI目標可編程突發(fā)傳輸、PCI目標延遲寫(xiě)模式和PMW(Posted Memory Writes)模式。
(3)資源豐富，應用靈活。它支持5個(gè)PCI to Lo-cal地址空間，擁有9個(gè)通用I／O(GPIOs)，4個(gè)可編程片選(CS[3…0])，中斷發(fā)生器／控制器，支持 Big／LittleEndian字節轉換，可提供PCI緩沖時(shí)鐘(33 MHz)，局部總線(xiàn)可編程讀寫(xiě)選通定時(shí)等。
(4)局部總線(xiàn)的配置可編程，可支持復用或非復用模式的8位，16位或32位局部總線(xiàn)。
(5)PCI9030支持3．3 V，5 V電源容錯，因此在采用5 V電源的CPLD時(shí)，不需要進(jìn)行電平轉換，可以直接連接，使得電路更加簡(jiǎn)潔。

2 PCI總線(xiàn)接口電路
PCI總線(xiàn)開(kāi)關(guān)模塊是在滿(mǎn)足PCI總線(xiàn)數據傳輸協(xié)議的前提下進(jìn)行寫(xiě)數據和數據回讀，完成PCI總線(xiàn)的基本數據傳送。寫(xiě)數據時(shí)經(jīng)過(guò)鎖存和繼電器驅動(dòng)模塊來(lái)驅動(dòng)繼電器工作，可以通過(guò)數據線(xiàn)回讀繼電器的狀態(tài)，以判斷數據傳輸的正確性，其原理框圖如圖1所示。

下面以本模塊為例介紹PCI總線(xiàn)接口設計過(guò)程。
PCI總線(xiàn)接口電路主要分為3個(gè)部分，即PCI總線(xiàn)接口、局部總線(xiàn)接口、串行E2PROM接口，如圖2所示。LCLK通過(guò)500 Ω電阻與BCLK0連接，為PCI9030提供本地時(shí)鐘信號。局部總線(xiàn)多路復用和非多路復用選擇是通過(guò)硬件實(shí)現。這里選用多路復用，故將PCI9030的 MODE引腳通過(guò)電阻上拉至3．3 V電源。邊界掃描JTAG不使用，PCI9030引腳TRST應該通過(guò)電阻接地。