微机pci总线接口的研究与设计

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1、第30卷第2期航空计算技术2000年6月微机PCI总线接口的研究与设计苗克坚,陆尧,车立昌(西北工业大学计算机系,陕西西安710072)摘要:首先介绍了PCI总线的特点。然后介绍了目前实现b.即插即用性微机PCI总线接口可采用的一些方法以及这些方法各自的目前随着计算机技术的发展,微机中留给用户优缺点。最后根据作者的实践,给出了用CPLD自行设计使用的硬件资源越来越少,也越来越含糊不清。在PCI总线接口时硬件及软件方面应注意的一些问题。使用ISA板卡时,有两个问题需要解决:一是在同关键词:PCI总线;FPGA;CPLD;设备

2、驱动程序一台微机上使用多个不同厂家、不同型号的板卡时,中图分类号:TP336板卡之间可能会有硬件资源上的冲突;二是板卡所文献标识码:A占用的硬件资源可能会与系统硬件资源(如声卡、网卡等)相冲突。而PCI板卡的硬件资源则是由微机PCI是近年来在工作站和个人微机中得到广泛根据其各自的要求统一分配,决不会有任何的冲突[1]使用的一种局部总线规范。PCI总线可提供32问题。因此,作为PCI板卡的设计者,不必去关心位或64位数据宽度。在32位数据宽度下,可提供微机的哪些资源是可用的,那些资源是不可用的,也最大132MB/s的数据传输

3、率。计算机技术的发展,不必去关心板卡之间是否会有冲突。因此,即使不对高速高性能的板卡的需求将会越来越高,微机中考虑PCI总线的高速性,单凭其即插即用性,就比低性能的ISA总线必将被淘汰。因此,只有符合ISA总线优越了许多。PCI标准的板卡,才能适应未来的需要。c.可靠性本文根据作者的实践,列举了PCI总线的特点与原先微机常用的ISA总线相比,PCI总线增及实现PCI总线接口的途径,并给出了自行设计加了奇偶校验错(PERR)、系统错(SERR)、从设备PCI总线接口时应注意的一些问题。结束(STOP)等控制信号及超时处理等可

4、靠性措施,使数据传输的可靠性大为增加。1PCI总线的特点d.硬、软件实现的复杂性PCI总线有如下的特点:PCI总线功能的强大使得硬、软件实现上的难a.高速性度增加。硬件上要采用大容量、高速度的CPLD或目前微机上的PCI总线为32位,33MHz,可提FPGA芯片来实现PCI总线复杂的功能。软件上则供每秒132兆字节的突发(Burst)数据传送率。而要根据所用的操作系统,用软件工具编制相应的支持即插即用功能的设备驱动程序。早在1995年6月推出的PCI总线规范2.1已定义了64位、66MHz的PCI总线标准。因此PCI总线完

5、全可为未来的计算机提供更高的数据传送率。另2PCI总线接口的实现途径外,PCI总线的主设备(Master)可与微机内存直接实现PCI总线接口的方法有多种。设计者可交换数据,而不必经过微机CPU中转,也提高了数以根据实现的难度、成本以及板卡的尺寸限制等实据传送的效率。际情况加以选择。收稿日期:2000-03-23作者简介:苗克坚(1962)),男,副教授,主要研究领域为并行分布计算及计算机网络。50航空计算技术2000年6月2.1采用现有的芯片设计PCI接口时,则可使用Xilinx提供的logiCOREPCI32inter-

6、目前设计者可选用的PCI总线接口芯片为faces。LogiCORE为用户提供真正的零等待32位、AMCC(AppliedMicroCircuitsCorporation)公司的33MHzPCI总线接口设计,包括适用于3.3VS5920及S5933两种芯片。XC4000XLT系列器件的PCI324000Master&这两种芯片专为PCI总线的使用者设计,它们SlaveInterfacesVersion2.0及适用于5VSpartan系将复杂的PCI总线接口关系转化为简单的8/16/32列器件的PCI32SpartanMast

7、er&SlaveInterface。位附加总线(Add-onBus)接口关系,并为使用者提Xilinx公司除提供LogiCORE外,还提供启发供双向FIFO、邮箱等硬件资源,如图所示。附加总式的开发工具及全面的技术支持,使设计者能够方线接口关系与ISA总线接口关系相似,使得原ISA便、容易地进行PCI总线接口的设计。其Xilinx板卡的设计者可以很容易地针对附加总线接口关系PCI32开发工具包括:进行PCI总线接口的设计。a.logiCOREPCI32接口(Xilinx);b.PCI系统结构手册(MindShare,Inc

8、);c.桥设计举例(Xilinx);d.HotPCI原形板(VirtualComputerCorpora-tion);e.示范软件(VirtualComputerCorporation);f.参考驱动程序(VireoSoftware,Inc);g.驱动程序开发工具(VireoSoftware,Inc)。