一种基于IP内核的PCI总线接口设计方法研究.pdf

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1、第38卷第5期航空计算技术Vo1．38No．52008年9月AeronauticalComputingTechniqueSep．2008一种基于IP内核的PCI总线接口设计方法研究张伟栋，王国庆，崔红利(中国航空计算技术研究所，陕西西安710068)摘要：PCI总线是数据处理器访问和管理系统资源核心部件，为处理器提供数据采集、信息访问和资源管理的有效途径。针对PCI总线协议的复杂性、以及PCI总线管理的需求，采用PCICore内核技术，使用FPGA进行64位、66M的PCI总线接13'设计，将可重用PCICore和PCI用户应用设计集成

2、在一个FPGA芯片中，实现PCI总线的管理，并通过对顶层文件的仿真，检测设计功能的正确性。该方法降低了设备的成本，缩短开发周期，给用户设计提供了很大的灵活性。仿真结果表明，PCICore和用户应用设计功能正确，能够满足设计要求。关键词：PCICore：PCI总线：FPGA：IP中图分类号：TP336文献标识码：A文章编号：1671—654X(2008)05—0115—04引言lPCI接口的设计原理PCI总线是一种高速同步总线，是数据处理器访针对PCI总线的需求，为了提高处理机通信和资源访问效能，采用PCICore技术，如图1所示，实现问

3、和管理系统资源核心部件，为处理器提供数据采集、信息访问和资源管理的有效途径。PCI总线的通信和PCI接口与用户应用设计的连接，将PCI用户应用与管理效能已成为处理机处理能力和资源效能的核心与PCICore集成在一片FPGA里，在顶层通过仿真验证瓶颈。PCI接口以及用户应用设计的正确性。设计中PCI由于PCI总线协议非常复杂，目前实现PCI总线Core和用户应用作为总线从设备工作，接受并处理主设备的数据，完成用户应用设计功能。其中PCICore接口主要使用两种方式：1)采用专用接口芯片，如AM—使用XILINX公司提供的可重用IP核，用户

4、应用部分CC公司的$5933和PLX公司的9054等，使用接口芯片开发人员可以不考虑PCI接口的实现问题，但在实设计实现用户的专用功能。际应用中通常只用到接口芯片的部分功能，造成资源PCI总线的浪费。2)采用PCICore，FPGA(现场可编程门阵列)曰隧制造商都提供了PCI接口的IP核。IP内核目前是实现系统效能的关键技术之一，也图1实现PCI接口与用户应用设计原理是当前硬件设计研究主要方向。随着IP核复用技术的发展，FPGA中使用PCI总线的IP核具有明显的优XILINX公司提供的PCICore是已验证的、预先实势：可以在单片FPG

5、A中同时完成PCI接口和用户应现的PCI接口，有32位和64位两种版本。而且支持用的设计，缩减成本，提高集成度，减少资源浪费；消除多种XILINX的FPGA设备，用户根据FPGA内部资源了PCI接口芯片与本地通信的信号线的硬线连接，提和可用管脚数目选择合适的器件。高用户应用设计的弹性；提高调试速度，缩短开发周期。因此，采用IPCore内核实现PCI总线技术对提高2PCICore处理机性能具有十分重要的意义。不同版本的PCICore有不同的开发板支持，每家本文介绍了一种利用IP内核进行PCI接口设计FPGA制造商都有相应的IP核，设计中P

6、CICore使用的方案，以可重用IP内核为基础，实现用户应用部分，XILINX公司的64位、66M的IP核，它具有以下特点：完成系统级设计，功能仿真结果表明该方案是可行的。完全符合PCILocalBusSpecificationRevision2．2；收稿日期：2008—04—14作者简介：张伟栋(1984一)，男，山西洪洞人，硕士研究生，研究方向为计算机应用技术。航空计算技术第38卷第5期提供master和target两种接口，用户可根据要信息。用户应用接口具有扩展配置空间的能力，如允求确定使用的模式；许用户实现电源管理、中断等功能。

7、具有灵活性、可用户化、可编程，为单片芯片集3ll615O成提供了解决方案；DeviceIDlVend0rID支持存储器读写、I／0读写、配置空间读写3种StatuslConlInand读写方式；ClassCodelRevID最多有6个基地址寄存器。lILatencycheLXILINX公司的PCICore对FPGA设备是预先实BaseAddresSRegisterO(BARO)BaseAddresSRegister1(BAR1)现和经过验证的模型，PCICore在每个设备的管脚定BaseAddressRegister2(BAR2)义和内

8、部资源的相关位置是预先定义好的，约束文件BaseAddressRegister3(BAR3)和向导文件控制关键路径确保设计的PCI接口所需预BaseAddressRegister4(BAR4)读时间和预检时