PCI9052接口芯片的性能特點(diǎn)及應(yīng)用實(shí)例分析

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無關(guān)，與時(shí)鐘頻率亦無關(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PCI－PCI橋路，可允許無限地?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。如果開發(fā)PCI擴(kuò)展板使用可編程邏輯陣列芯片來完成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，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)備信息來說？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/寫存儲(chǔ)延時(shí)和寫周期保持。對(duì)于ISA總線，讀/寫信號(hào)可以從時(shí)鐘周期的開始延時(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。

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：燒寫串行EEPROM方法。使用燒寫器，將數(shù)據(jù)寫入串行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。

方法二：熱配置方法。從PCI總線通過PCI9052芯片使用方法一的相同數(shù)據(jù)來燒寫串行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)：

①存取ISA接口引腳時(shí)要參照PCI9052引腳的C/ISA模式引腳圖來連線。

②空間0分配給ISA接口的內(nèi)存存取。

③空間1分配給ISA接口的I/O存取。

④無論空間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。

⑤標(biāo)準(zhǔn)的從周期可以使用空間2、空間3和串行EEPROM來存取。

2.2 應(yīng)用實(shí)例

下面給出一個(gè)電子轉(zhuǎn)換開關(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關(guān)動(dòng)作。該例子旨在說明如何將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。

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)可以提前用燒寫器燒好，也可以在線燒寫。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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