摘要：采用FPGA技術(shù)，在ALTERA公司的FLEX6000系列芯片上實現(xiàn)了從設(shè)備模式PCI總線的簡化協(xié)議，并給出了Windows9x系統(tǒng)下的虛擬設(shè)備驅(qū)動程序，提供了與應用程序的接口。實現(xiàn)結(jié)果表明：該設(shè)備結(jié)構(gòu)靈活，功能可靠，有利于與其它模塊實現(xiàn)單片集成應用。本系統(tǒng)已應用在數(shù)據(jù)采集和處理、圖像處理等方面。

關(guān)鍵詞：PCI總線協(xié)議現(xiàn)場可編程門陣列虛擬設(shè)備驅(qū)動

目前，許多公司都提出了新型的計算機高速總線，如Arapahoe總線標準和HyperTransport技術(shù)，但各協(xié)議互不兼容，沒有形成統(tǒng)一標準。作為傳統(tǒng)的通用局部總線，PCI總線仍然占據(jù)著主流個人電腦市場，具有頑強的生命力。

現(xiàn)在市面上存在著各種PCI接口芯片，如AMCC公司的S5933，PLX的9080系列等。專用芯片可以實現(xiàn)完整的PCI主設(shè)備與從設(shè)備模式的接口功能，將復雜的PCI總線接口轉(zhuǎn)化相對簡單的用戶接口，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)受接口芯片的限制，不能靈活地設(shè)計目標系統(tǒng)，且成本較高。本文使用符合PCI電氣特性的FPGA芯片進行簡化的PCI接口邏輯設(shè)計，實現(xiàn)了33MHz、32位數(shù)據(jù)寬度的PCI從設(shè)備模塊的接口功能，節(jié)約了系統(tǒng)的邏輯資源，且可以將其它用戶邏輯集成在同一塊芯片，降低了成本，增加了設(shè)計的靈活性。另外，還給出了Windows9x系統(tǒng)下的設(shè)備驅(qū)動程序，可以與應用程序接口，形成一個完整的系統(tǒng)。目前，本系統(tǒng)已經(jīng)被印染企業(yè)應用在數(shù)據(jù)采集和處理等方面。

1系統(tǒng)構(gòu)成與功能描述

系統(tǒng)的總體框圖如圖1所示。

一﹑PCI總線仲裁機制

PCI的仲裁是基于設(shè)備訪問，而不是基于時間分配的。在任一時刻，總線上的一個主設(shè)備要想獲得對總線的控制權(quán)，就必須發(fā)出它的請求信號（PCIreqN），如果此刻該設(shè)備有權(quán)控制總線，總線仲裁器就使該設(shè)備的總線占用允許信號（PCIgntN）有效，進而獲得總線的使用權(quán)。當有多個主設(shè)備同時發(fā)出總線控制請求時，就必須由仲裁器根據(jù)一定的算法判定，當前應該由哪個主設(shè)備獲得控制權(quán)。

二、仲裁算法

常用的仲裁算法有：公平算法、循環(huán)算法等。

本仲裁器設(shè)計采用的是循環(huán)算法，設(shè)備的優(yōu)先級預先設(shè)定。目前的設(shè)計實現(xiàn)對四個PCI設(shè)備請求的仲裁，各設(shè)備優(yōu)先級由高到低安排為：設(shè)備0>設(shè)備1>設(shè)備2>設(shè)備3。

系統(tǒng)啟動伊始，沒有設(shè)備使用PCI總線，也沒有設(shè)備請求使用PCI總線，仲裁器總是設(shè)定設(shè)備0擁有總線控制權(quán)，即將總線停靠于設(shè)備0。此時設(shè)備0的PCIgntN是有效的。而在此之后，仲裁器總是指定PCI總線的最后一個使用者為總線的停靠設(shè)備。

摘要：s5935是AMCC公司生產(chǎn)的PCI接口芯片，可實現(xiàn)直通（PASS-THRU）、郵箱（MAILBOX）、FIFO/DMA三種工作方式。文章簡要介紹了這三種工作方式，并給出了s5935的WDM驅(qū)動編程。

關(guān)鍵詞：PCIWDMs5935

PCI局部總線由于具有高速率以及支持即插即用等特點在微機系統(tǒng)中得到廣泛應用。利用PCI接口芯片可以方便地設(shè)計PCI規(guī)范板卡。s5935是AMCC公司s59xx系列PCI接口芯片中的一種。該芯片功能強大，可用于高速數(shù)據(jù)采集處理卡、視頻加速卡以及多媒體通信等。其主要特點如下：

●兼容PCI2．1規(guī)范，可實現(xiàn)PCI總線主設(shè)備和從設(shè)備功能；

●具有高達132MB／s的傳輸速率；

●支持8／16／32位外加用戶總線；

摘要：CH361是一個簡便易用的PCI總線通用接口芯片。可用于制作低成本的PCI總線的計算機板卡，同時也可以利用它把原來的ISA總線卡移植到PCI總線上。文中在介紹了CH361的特點、功能和工作模式的基礎(chǔ)上，重點介紹了CH361與PCI總線、存儲器、擴展ROM和I／O端口的接口電路。

關(guān)鍵詞：PCI總線；CH361；I/O端口映射；擴展ROM映射

1主要特點

CH361是一個簡便易用的PCI總線通用接口芯片。該器件在本地端提供了通用的8位數(shù)據(jù)總線。由于其支持I／O端口映射和擴展ROM映射，因而可廣泛應用于制作低成本的基于PCI總線的計算機板卡，或者用于將原先基于ISA總線的板卡移植到PCI總線上。

CH361的主要特點如下：

●帶有通用8位主動并行接口：包括8位數(shù)據(jù)、16位地址、I／O讀和寫以及存儲器讀和寫；

摘要：介紹基于PCI總線加密卡的硬件組成部分。該加密卡汲取了現(xiàn)代先進的加密思想，實現(xiàn)了高強度加密功能。

關(guān)鍵詞：加密卡PCI總線PCI9052ISP單片機

加密是對軟件進行保護的一種有效手段。從加密技術(shù)的發(fā)展歷程及發(fā)展趨勢來看，加密可大體劃分為軟加密和硬加密兩種。硬加密的典型產(chǎn)品是使用并口的軟件狗，它的缺點是端口地址固定，容易被邏輯分析儀或仿真軟件跟蹤，并且還占用了有限的并口資源。筆者設(shè)計的基于PCI總線的加密卡具有以下幾個優(yōu)點：第一，PCI總線是當今計算機使用的主流標準總線，具有豐富的硬件資源，因此不易受資源環(huán)境限制；第二，PCI設(shè)備配置空間采用自動配置方式，反跟蹤能力強；第三，在PCI擴展卡上易于實現(xiàn)先進的加密算法。

1總體設(shè)計方案

基于PCI總線的加密卡插在計算機的PCI總線插槽上（5V32Bit連接器），主處理器通過與加密卡通信，獲取密鑰及其它數(shù)據(jù)。加密卡的工作過程和工作原理是：系統(tǒng)動態(tài)分配給加密卡4字節(jié)I／O空間，被加密軟件通過驅(qū)動程序訪問該I／O空間；加密卡收到訪問命令后，通過PCI專用接口芯片，把PCI總線訪問時序轉(zhuǎn)化為本地總線訪問時序；本地總線信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換處理后，與單片機相連，按約定的通信協(xié)議與單片機通信。上述過程實現(xiàn)了主處理器對加密卡的訪問操作。

圖1硬件總體設(shè)計方案

摘要：PCI9050是PLX公司推出的一種低成本的PCI協(xié)議從模式接口芯片。本文主要介紹了它的功能、特點及應用，說明了它在使用時應該注意的一些問題，最后給出了一個具體的應用實例。

關(guān)鍵詞：PCI總線局部總線PCI9050

1．引言

PCI總線是目前應用最廣泛、最流行的一種高速同步總線，具有32bit總線寬度，總線時鐘頻率為0~33MHZ，最大傳輸速率可以達到132Mbyte/s，遠遠大于ISA總線5Mbyte/s的速度。而且，它不象ISA總線那樣把地址尋址和數(shù)據(jù)讀寫控制信號都交給微處理器來處理，而是獨立于處理器，所以它可以支持突發(fā)傳送。PCI總線與CPU無關(guān)，與時鐘頻率也無關(guān)，因此它可以應用于各種平臺，支持多處理器和并發(fā)工作。

PCI總線協(xié)議比較復雜，因此它的接口電路實現(xiàn)起來也比較困難。它不但有著嚴格的同步時序要求，而且為了實現(xiàn)即插即用和自動配置，PCI接口還要求有許多的配置寄存器。對于一般的設(shè)計者來說，為了縮短開發(fā)周期，沒有必要自己去設(shè)計所有的接口邏輯，只要利用通用PCI接口芯片就能很好的進行設(shè)計開發(fā)，大大減小了工作的難度?，F(xiàn)在使用較多的是AMCC公司S59XX系列和PLX公司推出的PLX系列。下面將主要介紹PLX公司的PCI9050接口芯片。

2．PCI9050概述

摘要：PCI總線是Pentium主機最常見的總線，基于PCI總線形成的CompactPCI和PXI總線廣泛地應用在儀器和自動化領(lǐng)域。PCI適配卡的接口設(shè)計變得越來越重要，介紹PCI專用接口電路PCI9052的功能，通過一個例子介紹它的應用。

關(guān)鍵詞：外部設(shè)備互連總線；局部總線；接口電路；PCI9052；應用

1引言

PCI（PeripheralComponentInterconnect）總線具有獨立于處理器、高數(shù)據(jù)傳速率、即插即用、低功耗、適應性強等特點，已成為微型機的主流總線。基于PCI總線形成的CompactPCI和PXI總線廣泛應用于儀器和自動化領(lǐng)域。隨著PCI總線的廣泛應用，其接口的設(shè)計開發(fā)顯得尤為重要。由于PCI總線的獨特性能，如信號負載能力、支持數(shù)據(jù)的突發(fā)傳送、地址/數(shù)據(jù)、命令/字節(jié)使能信號總線復用等，使中小規(guī)模的器件難以實現(xiàn)接口電路。實現(xiàn)PCI總線接口一般采用CPLD或FPGA設(shè)計PCI接口，這種方法難度很大；另一種是采用專用的PCI接口電路，使設(shè)計開發(fā)者免除繁瑣的時序分析，縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本。本文介紹PCI9052接口電路的功能及其在PCI板卡設(shè)計中的應用。

2接口電路

PCI9052是PLX公司開發(fā)的低價位PCI總線目標接口電路,功耗低,采用PQFP型160引腳封裝,符合PCI2.1規(guī)范,它的局部總線(LOCALBUS)可以通過編程設(shè)置為8/16/32位的(非)復用總線，數(shù)據(jù)傳送率可達到132Mb/s。提供了ISA接口，可以使ISA適配器迅速、低成本地轉(zhuǎn)換到PCI總線上。主要功能與特性如下所述：

摘要：從系統(tǒng)的角度介紹高速PCI總線接口卡開發(fā)的整個過程，其中包括硬件電路的設(shè)計制作和軟件驅(qū)動的開發(fā)。介紹一些從實際設(shè)計過程中得出的應該注意的細節(jié)等。

關(guān)鍵詞：PCI總線PCI9052TMS320LF2407雙端口RAM

PCI總線技術(shù)已經(jīng)應用于形形色色的微機接口中。同在聲卡、網(wǎng)卡甚至有些顯示都是基于PCI總線技術(shù)的，一些高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中也需要用到PCI總線技術(shù)。PCI總線技術(shù)的出現(xiàn)是為了解決由于微機總線的低速度和微處理器的高速度而造成的數(shù)據(jù)傳輸瓶勁問題，PCI局部總線是在ISA總線和CPU總線之間增加的一級總線。由于獨立于CPU的結(jié)構(gòu)，該總線增加了一種獨特的中間緩沖器的設(shè)計，從而與CPU及時鐘頻率無關(guān)，用戶可以將一些高速外設(shè)直接掛到CPU總線上，使之與其相匹配。PCI局部總線使得PC系列微機結(jié)構(gòu)也隨之升級為現(xiàn)在的基于PCI總線的三級總線結(jié)構(gòu)。PC機的三級總線結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1PCI總線接口卡的開發(fā)

PCI局部總線最顯著的特征是速度快。ISA總線的傳輸速率為5MB/s，EISA總線的傳輸速率為33MB/s，PCI1.0標準定義的總線傳輸速率為132MB/s，PCI2.0標準定義的總線傳輸速率為264MB/s，PCI2.1和PCI2.2標準定義的總線傳輸速率為512MB/s。而新一代PCI-X技術(shù)則在原有PCI總線技術(shù)的基礎(chǔ)上增加了許多新的技術(shù)特征，利用PCI-X技術(shù)可以為千兆以太網(wǎng)卡、基于UltraSCSI320的磁盤陣列控制器等高數(shù)據(jù)吞吐量的設(shè)備提供足夠的寬帶。1999年P(guān)CISIG（PCI特別興趣小組的PCI-X1.0標準最高可提供1GB/s的傳輸速率，而2003年推出的PCI-X2.0標準則最高可提供4.3GB/s的傳輸速率。

目前，PCI總線接口電路的選擇主要有兩種方案。一種是選用可編輯邏輯器件（PLD）。使用PLD，用戶可以靈活地開發(fā)出適合自己需要的具有特定功能的芯片，但PCI總線協(xié)議比較復雜，設(shè)計PCI控制接口難度較大，對于一般的工程項目來說，成本較大?，F(xiàn)在有許多生產(chǎn)可編程邏輯器件的廠商都提供經(jīng)過嚴格測試的PCI接口功能模塊，用戶只需進行組合即可。另一種是選用PCI專用芯片組（又稱橋接電路），通過專用芯片來實現(xiàn)完整的PCI主控模塊和目標模塊的功能，將復雜的PCI總線接口轉(zhuǎn)換為相對簡單的用戶接口，用戶只需設(shè)計轉(zhuǎn)換后的總線接口。本設(shè)計中選用PCI總線專用接口芯片來開發(fā)接口卡。

摘要：基于Altera的CPLD器件的PCI總線仲裁器設(shè)計，實現(xiàn)仲裁器的AHDL編程，并結(jié)合仿真結(jié)果對PCI總線的仲裁進行了論述。

關(guān)鍵詞：PCI仲裁器，CPLD，仿真

PCI總線仲裁器通常是集成在PCI芯片組中。隨著計算機應用的深入，尤其是嵌入式系統(tǒng)的不斷發(fā)展，集成的仲裁器難以滿足某些場合的應用。而采用CPLD技術(shù)實現(xiàn)的獨立的PCI總線仲裁器，則較好的適應了這方面的需求。

一﹑PCI總線仲裁機制

PCI的仲裁是基于設(shè)備訪問，而不是基于時間分配的。在任一時刻，總線上的一個主設(shè)備要想獲得對總線的控制權(quán)，就必須發(fā)出它的請求信號（PCIreqN），如果此刻該設(shè)備有權(quán)控制總線，總線仲裁器就使該設(shè)備的總線占用允許信號（PCIgntN）有效，進而獲得總線的使用權(quán)。當有多個主設(shè)備同時發(fā)出總線控制請求時，就必須由仲裁器根據(jù)一定的算法判定，當前應該由哪個主設(shè)備獲得控制權(quán)。

二、仲裁算法

摘要：本文以64位PCI總線接口芯片PCI9656的設(shè)備驅(qū)動程序為基礎(chǔ)，比較了Linux2.6內(nèi)核與2.4內(nèi)核的區(qū)別，設(shè)計與開發(fā)了在Linux2.6內(nèi)核下PCI9656設(shè)備驅(qū)動程序，進而研究了2.6內(nèi)核的內(nèi)存和中斷管理機制。

關(guān)鍵字：Linux2.6;設(shè)備驅(qū)動程序;PCI9656

1引言

Linux操作系統(tǒng)因為其高效、安全、可動態(tài)加載及源代碼開放等特點，深受設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)人員的喜愛。系統(tǒng)內(nèi)核大部分獨立于底層硬件運行，用戶無需關(guān)心硬件問題，而用戶操作是通過一組標準化的調(diào)用來完成。設(shè)備驅(qū)動程序的任務是將這些調(diào)用映射到作用于實際硬件設(shè)備的特定操作上，該編程接口能夠使得驅(qū)動程序獨立于內(nèi)核的其他部分來搭建，在需要時才動態(tài)加載到內(nèi)核。這種模塊化的特點，使得Linux設(shè)備驅(qū)動程序的編寫過程變得清晰簡單。

目前，為滿足日益龐大的數(shù)據(jù)處理需要，基于64位PCI總線接口設(shè)備的研究開發(fā)顯得尤為重要。因而本文將基于PLX公司推出的PCI總線接口芯片PCI9656，設(shè)計開發(fā)在Linux2.6內(nèi)核下的設(shè)備驅(qū)動程序，進而對2.6內(nèi)核的內(nèi)存和中斷管理機制進行分析研究。

2Linux2.6與2.4內(nèi)核的比較