基于fpga的pci软核模块的研究与实现

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1、厦门大学硕士学位论文基于FPGA的PCI软核模块的研究与实现姓名：周雷申请学位级别：硕士专业：计算机系统结构指导教师：陆达20090531摘要本课题是在课题组已实现的高速串行通信平台的基础上，进一步引伸，设计开源的PCI软核通信模块替代Xilinx公司提供的LogiCOREPCI核，力求在从模式下，做到占用资源更少，传输速度更快，也为以后实现更完整的功能提供平台。本文以此为背景，基于FPGA平台，搭建以开源的PCI软核为核心的串行通信接口平台，使其成为PCI总线与用户逻辑之间的桥梁，使用户逻辑避开与复杂的PCI总线协议。本课题采用Spartan．IIFPGA芯片

2、XC2S200．6FG456C系统开发板作为串行通信接口的硬件实验平台，实现了支持配置读／写交易、单数据段读／写、突发模式读／写、命令／地址译码功能和数据传送错误检测与处理功能的PCI软核。本文主要阐述了以PCI软核为核心的串行通信平台的实现，首先介绍了PCI软核的编程语言、软件工具和硬件实验平台Spartan-IIFPGA芯片XC2S200．6FG456C系统开发板。然后，介绍了PCI总线命令、PCI软核所支持的功能、PCI软核两侧信号的定义、PCI软核配置模块以及探讨了PCI软核的状态机接收、发送数据等过程，分析了PCI软核的数据收发功能仿真，主要包括配置读

3、／写交易、单数据段模式读／写和突发模式读／写的仿真图形，并阐述了管脚约束的操作流程。最后介绍PCI软核模块的WDM驱动，内容包括驱动程序简介、驱动程序的开发、中断处理、驱动程序与应用程序之间的通信以及应用程序操作。最后，对PCI软核的各种性能进行了比较分析。整个模块设计紧凑，完成在实验平台上的数据发送。设计选用硬件描述语言VerilogHDL，在开发工具XilinxISE7．1中完成整个系统的设计、综合、布局布线，利用Modelsim进行功能及时序仿真，使用DriverWorks为PCI软核编写WinXP下的驱动程序，用VCH6．0编写相应的测试应用程序。之后，

4、将FPGA设计下载到Spartan．IIFPGA芯片XC2S200．6FG456C系统开发板中运行。文章最后指出工作中的不足之处和需要进一步完善的地方。关键字：FPGA；PCI软核；PCI；WDM驱动；AbstractOnthebasisofachievedhigh-speedserialcommunicationplatform，forfurtherresearch,thisexperimentistodesignanopen-sourcePCIcorewhichisasasubstituteforXilinxLogiCOREPCICore，inorderto

5、makePCIcoreoccupylessresourcesandgetfastertransferringspeedundertargetmode．Besides，itisalsotomakeaplatformforfutureresearchonPCIcorenewfunctions．Underthisbackground，basedonFPGA，PCIcoreasthekeypartoftheSerialCommunicationInterfaceisdesignedtobethebridgebetweenPCIBusinterfaceanduserlog

6、icinterface，makinguserlogicavoidthecomplicatedPCIBusprotoc01．TheXC2S200··6FG456CsystemdevelopmentboardofSpartan·-IIFPGAchipisusedastheSerialCommunicationInterfacehardwareexperimentalplatform．Inthisexperiment，aPCIcorewhichsupportconfigurationread／writetransactions，single·cyclemoderead

7、／write，burst-moderead／write，command／addressdecodingfunctionanddatatransmissionerrordetectionandtreatmentfunctionisdesigned．ThispaperdemonstrateshowtodesigntheSerialCommunicationplatformwhosekeypartisthePCIcore．Firstly,itintroducesprogramminglanguage，softwareandhardwareplatformoftheXC

8、2S200-6FG456