基于s5920的pci总线与imp16c550a的接口设计

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1、基于S5920的PCI总线与IMP16C550A的接口设计

2、第1摘　要：简要介绍了PCI总线的特点，详细描述了AMCC公司推出的一种PCI总线接口芯片S5920的结构及特点，重点介绍S5920的PASS－THRU工作方式的机制，并通过实践给出基于S5920及IMP16C550A的接口技术的软、硬件实现。关键词：S5920；PCI；PASS-THRU：VXD1　引　言　　PCI局部总线由于其速度快、可靠性高、成本低、兼容性好等性能，在各种计算机总线标准中占主导地位，采用基于PCI标准的接口设计已成为各种项目开发中的优先选择。但是，由于PCI总线规范和接口定义较为复杂，从而使得传统的、以

3、中小型规模器件开发接口电路的方法难以实现。鉴于此，许多厂家推出了专用的PCI总线接口芯片，其中AMCC公司生产的S59XX系列芯片因其功能强大、开发方便而应用广泛。S5920是AMCC公司新近推出的一种PCI总线接口芯片，他与S5933相比，减少了总线主控的功能，但其他性能与之相仿或有所增强，而价格降低了很多。因此，在无需进行总线主控的场合，使用S5920具有更高的性价比。由于本设计是作为云台控制端的接口，命令是单向发送，云台只是接收命令执行，故S5920完全能够胜任且降低成本。S5920的主要特点如下：　　（1）符合PCI2．2标准的总线目标。　　（2）带有4个集成32b读写FIF

4、O的直通通道。　　（3）外加总线可工作于主动或被动状态。　　（4）支持串行nvRAM（非易失性RAM）和可选的外部BIOS。2　内部结构　　与S5933一样，S5920为设计者提供了与PCI总线相连的灵活易用的方式。通过S5920，复杂的PCI总线可被转换成易于使用的8／16／32b用户总线即外加总线（ADD－ON－BUS）。S5920有信箱（MAIL－BOX）和直通通道（PASS－THRU）2种传输方式，并为这2种方式提供了完备的操作寄存器和外加总线信号。设计者可根据需要选择合适的传输方式，并通过S5920内部寄存器完成各种定义和设置。这样的特性使得设计者在进行应用设计时无需深入掌

5、握PCI总线规范，而只需将注意力集中在外加总线逻辑和扩展卡功能的实现上即可，从而大大减少了为严格遵循PCI接口定义和总线时序所带来的工作量。　　S5920提供3个物理接口：PCI总线接口、外加直线接口和NVRAM接口（可选），内部有2组寄存器，一组由PCI总线访问，另一组由外加电路访问。通过设置相关寄存器的值可以初始化S5920，PCI总线与外部设备的数据传输可以通过S5920内部的信箱寄存器、FIFO寄存器或者直通寄存器。S5920的通信、控制和配置主要通过PCI配置寄存器的内部操作寄存器备都必须提供的一组寄存器，他们之中保存了特殊的设备和产品信息，如厂商ID、设备ID、存储空间需

6、求等，其内容在系统引导时被主BIOS读入内存。这些寄存器在S5920芯片中既可用自定义的缺省值进行初始化，也可由设计者用存储在外部nvRAM中的内容重新定义。2．1　信箱通道　　与S5933提供4个双向的信箱通道不同的是，S5920只有1个双向的信箱通道，但在多数设计中，这已经足够。由于S5920为信箱通道提供了非常灵活的操作方式，因而使得信箱的应用更加简便容易。2.2　PASS－THRU通道　　PASS－THRU通道的实质就是通过对PASS-THRU区域定义将ADD－ON上的资源S5920提供4个用户可设置的PASS－THRU区域，在系统配置周期，PCIBIOS根据配置空间的设置给

7、每个区域分配地址。每个PASS－THRU通道的地址范围代表一个地址块，其大小由用户定义，最大范围为512MB。每一个地址块的数据宽度可在8／16／32b中选择。PASSTHRU传输通道为PCI总线提供一种寄存的访问端口，通过握手协议访问ADD－ON上的资源。　　为此，S5933提供PASS－THRU地址寄存器（APTA）和PASS－THRU数据寄存器（APTD）。这2个寄存器分别用来存放PCI主控设备所要访问的PASS－THRU区域的地址和所访问的数据。当PCI主控设备对PASS－THRU区域进行访问时，S5920将要访问的地址锁存到PASS－THRU地址寄存器。如果是读操作，则通过

8、ADD－ON接口的状态信号告知ADD-ON控制逻辑读取数据，ADD－ON控制逻辑可根据PASS-THRU地址寄存器的地址访问ADD－ON上的相应设备并将所读取的数据传送到PASS－THRU数据寄存器，然后S5920再将该数据送到PCI总线上，完成一次读操作；如果是写操作，S5920将数据锁存到PASS－THRU数据寄存器，然后通过ADD－ON接口的状态信号告知ADD－ON控制逻辑读取数据，ADD－ON控制逻辑将数据从PASS－THRU数据寄存器中读出，并根