摘? 要: PCI9052是PLX技術(shù)公司開(kāi)發(fā)的PCI協(xié)議從模式接口芯片。介紹了其功能、特點(diǎn)及應(yīng)用,并說(shuō)明了其引腳功能及配置注意事項(xiàng)。最后給出了一個(gè)開(kāi)關(guān)控制器電路實(shí)例,旨在介紹如何利用PCI9052完成由ISA擴(kuò)展板向PCI擴(kuò)展板的轉(zhuǎn)換。
關(guān)鍵詞: PCI? ISA? 擴(kuò)展板? PCI接口芯片9052
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PCI(Peripheral Component Interconnect,即外圍部件互連)總線是一種能為主CPU及外設(shè)提供高性能數(shù)據(jù)總線的局部總線。1992年以INTEL為首的多家集團(tuán)開(kāi)始設(shè)計(jì)PCI總線,其V2.0規(guī)范于1993年4月正式發(fā)布。PCI總線具有嚴(yán)格的規(guī)范,這就保證了它具有良好的兼容性,符合PCI規(guī)范的擴(kuò)展卡可插入任何PCI系統(tǒng)可靠地工作;PCI總線可以提供極高的數(shù)據(jù)傳送速率(132MB/s);PCI總線與CPU無(wú)關(guān),與時(shí)鐘頻率亦無(wú)關(guān),可適用于各種平臺(tái),支持多處理器和并發(fā)工作;PCI總線還具有良好的擴(kuò)展性,通過(guò)PCI-PCI橋路,可允許無(wú)限地?cái)U(kuò)展;PCI總線以它的即插即用特性取代了VESA局部總線。一個(gè)PCI接口包括一系列的寄存器,這些寄存器中的信息允許計(jì)算機(jī)自動(dòng)地配置PCI卡。PCI總線是目前PC機(jī)上最先進(jìn)的一種總線。
PCI總線協(xié)議非常復(fù)雜。如果開(kāi)發(fā)PCI擴(kuò)展板使用可編程邏輯陣列芯片來(lái)完成PCI協(xié)議的執(zhí)行,其工作量和難度都是巨大的,一般都會(huì)選用PCI專用接口芯片。下面介紹PCI9052接口芯片。
1 PCI9052芯片介紹
PCI9052是PLX技術(shù)公司為擴(kuò)展適配板卡推出的能提供一種混合的高性能PCI總線目標(biāo)(從)模式的接口芯片。該芯片可與多種局部總線相連,并且支持相對(duì)慢的局部總線在PCI總線上的突發(fā)傳送速率達(dá)到132MB/s。9052的可編程配置直接與復(fù)用或非復(fù)用的8/16/32位局部總線相連。8位和16位模式便于ISA卡直接向PCI卡轉(zhuǎn)換。
1.1 主要特點(diǎn)
(1) 兼容PCI V2.1協(xié)議特性。9052芯片與PCI協(xié)議V2.1版兼容,支持低開(kāi)發(fā)成本的從模式適配設(shè)備,該芯片支持從ISA適配卡向PCI適配卡轉(zhuǎn)換。
(2) 直接從(目標(biāo))方式數(shù)據(jù)傳送模式。9052支持突發(fā)存儲(chǔ)器映射和I/O映射方式在PCI總線和局部總線存取數(shù)據(jù)。讀寫(xiě)FIFO寄存器使得局部總線和PCI總線具有高性能的突發(fā)方式。PCI總線總是工作在突發(fā)方式,局部總線可以設(shè)置成突發(fā)方式或者連續(xù)單周期方式。
(3) 中斷發(fā)生器。9052可以從兩個(gè)局部總線中斷輸入生成一個(gè)PCI中斷。
(4) 時(shí)鐘。9052局部總線接口運(yùn)行于TTL時(shí)鐘并生成必要的內(nèi)部時(shí)鐘。局部TTL時(shí)鐘與PCI時(shí)鐘異步工作,并允許局部總線獨(dú)立于PCI時(shí)鐘工作。緩沖PCI總線時(shí)鐘BCLKO可與局部總線時(shí)鐘LCLK相連。
(5) 可編程局部總線配置。9052支持復(fù)用或非復(fù)用的8/16/32bit局部總線。芯片有4字節(jié)使能,26根地址線,32/16/8bit數(shù)據(jù)線。
(6) 先讀模式。9052支持先讀模式,也就是說(shuō),預(yù)鎖存數(shù)據(jù)可從9052內(nèi)部FIFO寄存器先于局部總線讀取。
(7) 總線驅(qū)動(dòng)。所有控制、地址和數(shù)據(jù)信號(hào)都由9052直接生成,用于驅(qū)動(dòng)PCI和局部總線,不用額外驅(qū)動(dòng)電路。
(8) 串行EEPROM接口。9052包含一個(gè)用于加載配置信息的串行EEPROM接口,對(duì)于裝載一個(gè)特定的適配設(shè)備信息來(lái)說(shuō)，這是很有用的。將9052轉(zhuǎn)換為ISA接口模式時(shí)串行EEPROM也是必需的。
(9) 四個(gè)局部片選信號(hào)。9052提供了四個(gè)局部片選信號(hào),基地址和每一個(gè)片選的范圍可由串行EEPROM或主控制器獨(dú)立編程。
(10) 五個(gè)局部地址空間。基地址和每一個(gè)局部地址空間的范圍可由串行EEPROM或主控制器獨(dú)立編程。
(11) 讀/寫(xiě)存儲(chǔ)延時(shí)和寫(xiě)周期保持。對(duì)于ISA總線,讀/寫(xiě)信號(hào)可以從時(shí)鐘周期的開(kāi)始延時(shí)。
(12) 局部總線等待狀態(tài)。附加的LRDYi握手信號(hào)用于產(chǎn)生各種等待狀態(tài),9052有內(nèi)部等待狀態(tài)發(fā)生器。
(13) 可編程預(yù)鎖存計(jì)數(shù)器。局部總線預(yù)鎖存計(jì)數(shù)器可以編程為0(無(wú)預(yù)鎖存),4、8、16或連續(xù)值(預(yù)鎖存計(jì)數(shù)器關(guān)閉)模式。
1.2 引腳功能
PCI9052為160腳塑封PQFP封裝結(jié)構(gòu)。其各管腳功能按功能塊劃分分別列于表1～表7中。
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2 PCI9052芯片的使用
PCI9052接口芯片作為通用PCI接口,其應(yīng)用場(chǎng)合和范圍是廣泛的。隨著PC機(jī)中ISA擴(kuò)展槽數(shù)量的逐漸減少直至取消,PCI擴(kuò)展槽已成為PC機(jī)主板配置的主流,今后的擴(kuò)展板的開(kāi)發(fā)必定是基于PCI接口的。
但現(xiàn)行的很多ISA接口的擴(kuò)展板,尤其是自己自主研制的具有某些特殊功能的擴(kuò)展板,如何使之能在PCI槽上繼續(xù)使用,顯得很有意義。下面就著重介紹PCI9052接口芯片將ISA擴(kuò)展板直接轉(zhuǎn)換為PCI擴(kuò)展板的應(yīng)用。
2.1 ISA接口模式介紹
PCI9052的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中包含了一個(gè)獨(dú)立的ISA邏輯接口,通過(guò)這個(gè)邏輯接口可以完成由ISA到PCI的平滑轉(zhuǎn)換。它支持8位和16位數(shù)據(jù)寬度的ISA設(shè)備,該設(shè)備可以是內(nèi)存映射,也可以是I/O映射。先讀模式用于提高讀取數(shù)據(jù)的吞吐量。一旦ISA接口模式使能,PCI9052只執(zhí)行單個(gè)周期操作。特別指出的是,串行EEPROM必需使ISA接口模式使能。
2.1.1 配置方法
可以使用兩種方法配置PCI9052用于ISA接口模式。
方法一:燒寫(xiě)串行EEPROM方法。使用燒寫(xiě)器,將數(shù)據(jù)寫(xiě)入串行EEPROM,參照表8使用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)。需要注意的是,對(duì)于ISA模式,LRESET#(132)引腳必須始終為高電平,并確認(rèn)MODE(68)引腳置為0,處于非復(fù)用模式。
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方法二:熱配置方法。從PCI總線通過(guò)PCI9052芯片使用方法一的相同數(shù)據(jù)來(lái)燒寫(xiě)串行EEPROM。該方法需要注意的是,LRESET#(132)引腳的極性在ISA模式時(shí)由低變?yōu)楦?并確認(rèn)MODE(68)引腳置為0。
2.1.2 配置注意事項(xiàng)
當(dāng)為ISA接口模式配置時(shí)必須注意以下幾點(diǎn):
?、俅嫒SA接口引腳時(shí)要參照PCI9052引腳的C/ISA模式引腳圖來(lái)連線。
?、诳臻g0分配給ISA接口的內(nèi)存存取。
?、劭臻g1分配給ISA接口的I/O存取。
?、軣o(wú)論空間0的局部地址處于CS0#范圍還是空間1的局部地址處于CS1#范圍,ISA存取均有效。
?、輼?biāo)準(zhǔn)的從周期可以使用空間2、空間3和串行EEPROM來(lái)存取。
2.2 應(yīng)用實(shí)例
下面給出一個(gè)電子轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)控制器應(yīng)用實(shí)例。該控制器的功能是,當(dāng)檢測(cè)到觸發(fā)條件時(shí),便向端口200H送一個(gè)控制碼C0H,用以控制繼電器完成開(kāi)關(guān)動(dòng)作。該例子旨在說(shuō)明如何將PCI9052用于ISA擴(kuò)展板向PCI擴(kuò)展板的轉(zhuǎn)換。
2.2.1 硬件設(shè)計(jì)
控制器硬件電路結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
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電路分為三部分。第一部分是9052與PCI插槽間的連接信號(hào)線。這些信號(hào)包括地址數(shù)據(jù)復(fù)用信號(hào)AD[31:0],總線命令信號(hào)C/BE[3:0]#和PCI協(xié)議控制信號(hào)PAR、FRAME#、IRDY#、TRDY#、STOP#、IDSEL、DEVSEL#、PERR#、SERR#。第二部分是與串行EEPROM的連線。這里有四根信號(hào)線:EESK、EEDO、EEDI和EECS,串行EEPROM的數(shù)據(jù)可以提前用燒寫(xiě)器燒好,也可以在線燒寫(xiě)。第三部分是9052與應(yīng)用電路的連接。在本例中主要用到的是ISA局部總線信號(hào),有數(shù)據(jù)線LAD[7:0],地址線ISAA[1:0]、LA[23:2],I/O讀寫(xiě)信號(hào)線IOWR#、IORD#,地址鎖存BALE。
2.2.2 軟件設(shè)計(jì)
程序分為兩部分,一部分為PCI9052各配置寄存器賦值并初始化芯片,另一部分為主程序,任務(wù)是不斷查詢注冊(cè)表中的相關(guān)鍵值,一旦條件滿足,即向端口送控制碼。程序用DELPHI語(yǔ)言完成。選用DELPHI的主要原因是可編譯成獨(dú)立的可執(zhí)行文件,不帶任何動(dòng)態(tài)連接庫(kù),程序短小精悍,并且DELPHI各版本間的兼容性比較好。程序流程圖如圖2所示。
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參考文獻(xiàn)
1 PCI9052 Data Book V1.01.Http://www.plxtech.com?
2 陳利學(xué).微機(jī)總線與接口設(shè)計(jì).成都:電子科技大學(xué)出版社,1998