pci卡設(shè)計(jì)心得

pci卡設(shè)計(jì)心得
????其實(shí)從開(kāi)始我對(duì)pci卡是一竅不通的，硬件還好說(shuō)，軟件驅(qū)動(dòng)程序更是一頭霧水，由于我的pci卡是要在windows98操作系統(tǒng)下應(yīng)用的，所以必須編寫(xiě)pci卡的驅(qū)動(dòng)程序，支持windows98下pnp硬件的驅(qū)動(dòng)程序一般可以編程vxd。如果想為了以后的2k平臺(tái)兼容就最好編wdm，因?yàn)閣indows2k不支持vxd，而且以后的發(fā)展wdm肯定要代替vxd了。不過(guò)由于我找到的資料基本上都是介紹vxd的，感覺(jué)vxd的技術(shù)好像更成熟一點(diǎn)，編的人更多一點(diǎn)，所以偷了一下懶（慚愧），就沒(méi)有去研究wdm，就選擇了vxd。

????我的pci卡其實(shí)很簡(jiǎn)單，僅僅在本地端接了一個(gè)遙測(cè)信號(hào)的處理系統(tǒng)。

????先說(shuō)說(shuō)硬件吧，其實(shí)按照正常的pci卡開(kāi)發(fā)過(guò)程，仔細(xì)閱讀pci規(guī)范是很重要的，但是由于時(shí)間比較短，我也沒(méi)有很大的耐性看那些破規(guī)范，也就稍稍了解了一下?，F(xiàn)在市場(chǎng)上有許多的專(zhuān)用的pci規(guī)范接口芯片，這些芯片提供的pci接口完全符合規(guī)范，具體符合的規(guī)范版本可以參看具體的芯片所以即使開(kāi)發(fā)者不是很了解規(guī)范的具體細(xì)則，也可成功的設(shè)計(jì)pci卡。也就是可以達(dá)到傻瓜及設(shè)計(jì)。在連線上只要將對(duì)應(yīng)的引腳連在總線上就可以了，在連線時(shí)要注意pci規(guī)范中提到了信號(hào)用的反射波信號(hào)，所以驅(qū)動(dòng)的信號(hào)只用了要求電壓的一半，另一半靠反射來(lái)提升。所以對(duì)信號(hào)線的長(zhǎng)度有要求：64位卡的32位信號(hào)具備的最大連線長(zhǎng)度是1500mil，64位擴(kuò)展信號(hào)的附加信號(hào)的連線長(zhǎng)度最大為2000mil，pci clk的長(zhǎng)度為2500mil+/-100mil，如果不夠長(zhǎng)度可以多繞幾圈。
????還有一個(gè)要注意的是pci信號(hào)中prsnt1和prsnt2，開(kāi)始我對(duì)這兩個(gè)信號(hào)一直不是很清楚，清華bbs上的精華區(qū)說(shuō)得也是含糊，后來(lái)師兄devilface告訴我的prsnt1和prsnt2兩者必須有一個(gè)接gnd，否則系統(tǒng)肯定找不到卡，主板就是靠這兩個(gè)信號(hào)來(lái)判斷這個(gè)插槽上是否有卡，而其接法同pci卡使用的功率有關(guān)具體的含義如下(0 表示懸空，1表示接地）：
????prsnt1??prsnt2????含義
??????0???????0??????no card
??????0???????1??????15w???
??????1???????0??????25w
??????1???????1??????7.5w
????另外pci卡上最好在從槽上引的電源上多加幾個(gè)電容，所有電源都必須退藕一般規(guī)范推薦pci卡做4層板，但是我只做了2層，其實(shí)無(wú)所謂，只要2層布得開(kāi)，沒(méi)必要布4層，不過(guò)我布線的時(shí)候還是費(fèi)了一點(diǎn)功夫，用specctra布了5，6次，為研究室節(jié)省開(kāi)支嘛?。ㄒ菍?dǎo)師看見(jiàn)了該多感動(dòng)呀！）
????pci規(guī)范規(guī)定了5v和3.3v兩種電氣規(guī)范，我們一般的機(jī)器上都是5v規(guī)范的插槽當(dāng)然也不乏3.3v的。所以我做的是5v的卡，不要以為5v的插槽上就得不到3.3v，一樣可以提供3.3v的。
????
????前面提到了pci接口芯片，現(xiàn)在pci接口芯片技術(shù)已經(jīng)比較成熟了，介紹一點(diǎn)我知道的：
AMCC:早期有5920,后來(lái)5933風(fēng)靡國(guó)內(nèi),早期的PCI接口都是用這做的amcc最近又推出了5935,估計(jì)改了一些5933的bug,我看它的文檔幾乎與 5933一致.
plx :pci接口芯片的老大了.
9030,9052,9050:slave芯片
9050,9052面向isa卡轉(zhuǎn)pci的市場(chǎng).
9030為嵌入式專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì).他們的文檔不過(guò)100頁(yè)左右.不難
價(jià)錢(qián)便宜.不過(guò)170~190.
9054,9080,9060
9060是最早的32位master的pci控制芯片.
9080取代9060;9054可能更成熟一些.(?)
iop480.
好東西呀!帶sdram接口和嵌入cpu,只是開(kāi)發(fā)起來(lái)困難比較大. 自己直接去plx的網(wǎng)站看看.www.plxtech.com，我就知道這么點(diǎn)，大家可以補(bǔ)充。

我用的是9052，還是那句話，用的人多，技術(shù)成熟，遇到問(wèn)題了可以到bbs發(fā)問(wèn)。我就喜歡撿現(xiàn)成的，不服你就說(shuō)嘛?。。?！

????9052的機(jī)理比較簡(jiǎn)單，它內(nèi)部提供了兩種配置寄存器。一種叫做pci configuration registers ,這就是我們常說(shuō)的pci配置空間另外一個(gè)叫 local configuration registers,它提供了配置本地端的一些信息。這里提到了本地端，說(shuō)一說(shuō)。其實(shí)9052就相當(dāng)于一個(gè)橋，連接pci卡的本地端的芯片到pci總線上，將pci指令例如讀寫(xiě)某個(gè)寄存器、內(nèi)存、io翻譯到本地端。9052本地端提供了地址線26根（27：2)和數(shù)據(jù)線32根，還有LBE4根，可以翻譯成不同的地址線，太麻煩了我就不詳細(xì)說(shuō)了，反正我用的LOCAL端是8位數(shù)據(jù)，在這種模式下LBE1和LBE0提供地址線[1：0]。PCI配置寄存器提供了6個(gè)基地址寄存器，這些基地址都是在系統(tǒng)中的物理地址其中BASE1 和BASE2 都是用來(lái)訪問(wèn)LOCAL 配置寄存器的基地址，BASE1是映射到內(nèi)存的基地址，BASE2是映射到IO的基地址。所以可以通過(guò)內(nèi)存和IO來(lái)訪問(wèn)LOCAL 配置寄存器。
???BASE2~5四個(gè)空間提供了訪問(wèn)本地端所接的4個(gè)芯片（當(dāng)然可以少于4個(gè)），它們將本地端的芯片通過(guò)本地端地址（在LOCAL配置寄存器中設(shè)）翻譯成PCI的地址，也就是將本地的芯片映射到系統(tǒng)的內(nèi)存或io口。是不是很簡(jiǎn)單呀？這樣使用你的程序操作這一段內(nèi)存（或io）實(shí)際上就是對(duì)本地的芯片操作了。我使用的是內(nèi)存映射，本地端的芯片地址例如是0x0cc000,將此地址放入local配置寄存器的相應(yīng)位置（由于有四個(gè)空間，可以選擇任意一個(gè)空間來(lái)對(duì)應(yīng)此芯片），我用的是space0，還要配置此空間的大小，這樣在pci總線端系統(tǒng)會(huì)根據(jù)這個(gè)大小分配相應(yīng)的內(nèi)存空間（或io)供9052使用來(lái)映射local 上接的芯片。而系統(tǒng)分配的內(nèi)存空間的信息會(huì)寫(xiě)入pci配置寄存器中，只要讀出來(lái)就可以了。9052工作時(shí)還需要一個(gè)配置芯片eeprom，plx公司推薦了93cs46，這個(gè)eeprom比較好買(mǎi)，在中發(fā)一層就有。eeprom會(huì)在pci卡上電的時(shí)候配置9052，主要配置了pci卡的vendorID和deviceID,這是系統(tǒng)用來(lái)標(biāo)識(shí)pci卡的，很重要，你的程序就靠這個(gè)標(biāo)識(shí)來(lái)找到pci卡。還配置了local端的4個(gè)space的local基地址和大小，以及每個(gè)space的其它一些參數(shù)（這里不說(shuō)了）。eeprom的內(nèi)容很重要的，如果沒(méi)寫(xiě)對(duì)很容易就出問(wèn)題我開(kāi)始老調(diào)不出來(lái)就是因?yàn)閑eprom中的配置寫(xiě)錯(cuò)了，郁悶了好長(zhǎng)一段時(shí)間喲！其實(shí)硬件本身很容易連，只要對(duì)應(yīng)的腳相連就可以了，注意本地芯片如果不申請(qǐng)總線控制的話，9052的lhold信號(hào)一定要接gnd，還有如果本地芯片沒(méi)有提供irdy#信號(hào)，9052的對(duì)應(yīng)腳也必須接地否則你一讀此芯片，系統(tǒng)就會(huì)死機(jī)，永遠(yuǎn)等待那個(gè)irdy#信號(hào)有效才讀取數(shù)據(jù)。
????
????再說(shuō)軟件驅(qū)動(dòng)，我說(shuō)過(guò)我編的是vxd，用vtools編的，可以用vc++直接編譯成vxd文件，至于為什么必須用vxd驅(qū)動(dòng)我想就不用說(shuō)了。我的vxd的主要任務(wù)就是在系統(tǒng)中找到我的pci卡，并讀出本地芯片所映射的內(nèi)存物理地址，在windows系統(tǒng)中,用戶(hù)程序不能直接訪問(wèn)物理地址，只能使用線性地址，所以vxd還有做的一件事就是將物理地址轉(zhuǎn)換成線性地址供win app使用。????vxd查找pci卡就是靠搜索vendorID和deviceID,它是通過(guò)依次搜索總線號(hào)和設(shè)備號(hào)（具體什么意思我也說(shuō)不清，反正知道就行了），看是否有符合指定的vendorID和deviceID,如果符合則認(rèn)為找到了pci卡的配置空間，因?yàn)榕渲每臻g的第一個(gè)雙字就是vendorID和deviceID.然后向下面的地址依次讀就可以讀出pci卡的配置空間其他信息，包括space0映射的內(nèi)存基地址。讀出此地址來(lái)再進(jìn)行物理地址到線性地址的轉(zhuǎn)換，就可以完全供win app使用了（可以通過(guò)指針訪問(wèn)），來(lái)讀取9052 local上掛的芯片了。
具體的查找方式主要通過(guò)vxd程序中首先向io地址0xcf8寫(xiě)入最高位為1的雙字0x80000000，這個(gè)數(shù)的第16到23位代表了總線號(hào)，第11到15位代表了設(shè)備號(hào)，第8到14位代表了功能號(hào)，然后就可以讀取io地址0xcfc的雙字，如果有效的話說(shuō)明此pci配置空間地址上掛了一個(gè)pci卡，從0xcfc讀出的數(shù)則為此pci卡配置空間的第一個(gè)雙字，即vendorID和deviceID，我是將vendorID和deviceID一起使用的，即判斷讀出的雙字是否等于我在9052配置eeprom中標(biāo)定的數(shù)，如果是則說(shuō)明找到了我的pci卡，如果不是則繼續(xù)找。向0xcf8寫(xiě)入的數(shù)+0x800,在繼續(xù)
讀0xcfc，依次下去，直到找到。如果當(dāng)此數(shù)加到0x80ffff00時(shí)還沒(méi)找到（即總線號(hào)搜索完畢），則表明沒(méi)法找到，那就要找找自己的原因了，可能是板子的配置錯(cuò)了。
????找到了pci卡的配置空間后，讀出space0的基地址，然后進(jìn)行物理地址到線性地址的轉(zhuǎn)換，我又偷了懶，vtools提供的example中有實(shí)現(xiàn)此功能的vxd源代碼，直接用vc++編譯成vxd就可以共win app使用了。所以實(shí)際上我的app程序使用了兩個(gè)vxd，一個(gè)用來(lái)專(zhuān)門(mén)找卡，一個(gè)用來(lái)地址轉(zhuǎn)換。
????至于app如何調(diào)用vxd，可以參看vc的參考書(shū)，一般都有介紹。
????下面將一下如何安裝vxd到系統(tǒng)中，我編的vxd都是動(dòng)態(tài)加載的（pnp一般都用動(dòng)態(tài)加載vxd)要編寫(xiě)一個(gè)inf文件以便系統(tǒng)將vxd安裝進(jìn)去。我用的是windriver生成的inf文件模板，然后再按照需要進(jìn)行修改，自然加上我的大名了。編完了inf文件后，就可以安裝了。一般情況如果你插上pci卡windows啟動(dòng)后就會(huì)發(fā)現(xiàn)新硬件，你只要按照以前安裝硬件的步驟進(jìn)行就可以了只是在選擇安裝文件時(shí)選擇自己編寫(xiě)的inf文件就可以了。我覺(jué)得一般的安裝過(guò)程就是將vxd文件拷入系統(tǒng)的文件夾，即windows目錄下，以便當(dāng)app加載vxd時(shí)，系統(tǒng)可以找到vxd程序，進(jìn)行動(dòng)態(tài)加載。
下面是我的inf文件
：
[Version]
Signature=$CHICAGO$????；必須這么寫(xiě)
Class=PLX??????????????；可以自己改
Provider=%SHENLI%??????；制作者

[Manufacturer]
%Manufacture%=SECTION0

[SECTION0]
%my_card%=my.install,PCI\VEN_10b5&DEV_9050???；my.install表示了安裝過(guò)程所要做的事，

[my.install]
CopyFiles=CopyFiles_PLX10b5???????????????????；主要做拷貝文件和注冊(cè)表添加
AddReg=AddReg_PLX10b5


[CopyFiles_PLX10b5]
Vxd8_25.vxd

[AddReg_PLX10b5]
HKR,,DevLoader,0,Vxd8_25.vxd


[Strings]
Manufacture="BUAA202"?????????????????????????；這些信息會(huì)在安裝時(shí)顯示
my_card="PLX9052"

????
下面提供了vxd中查詢(xún)pci卡的代碼，這個(gè)代碼是參考清華bbs驅(qū)動(dòng)版精華區(qū)huyuguang大蝦的大作，他提供了更詳細(xì)的代碼
有興趣可以參考。

BOOL findpci(DWORD DeviceVendor,PCIINF *pciinf)//我的卡的DeviceVendor=0x905210b5
{
DWORD io_cf8;
DWORD io_cfc;
int i;
DWORD buf[16];

io_cf8=0x80000000;
for(;;)
{
??DWORD_OUT(0xcf8,io_cf8);//向0xcf8輸出雙字 io_cf8
??io_cfc=DWORD_IN(0xcfc); //從0xcfc讀入雙字
??if(io_cfc==DeviceVendor)//find??pci9052
??{
???for(i=0;i<16;i++)
???{
????DWORD_OUT(0xcf8,io_cf8+4*i);
????buf[i]=DWORD_IN(0xcfc);
???}
???pciinf->VendorID=(WORD)(buf[0]&0xffff);
???pciinf->DeviceID=(WORD)((buf[0]&0xffff0000)/0x10000);
???pciinf->Command=(WORD)(buf[1]&0xffff);
???pciinf->Status=(WORD)((buf[1]&0xffff0000)/0x10000);
???pciinf->RevisionID=(UCHAR)(buf[2]&0xff);
???pciinf->CacheLineSize=(UCHAR)(buf[3]&0xff);
???pciinf->LatencyTimer=(UCHAR)((buf[3]&0xff00)/0x100);
???pciinf->HeaderType=(UCHAR)((buf[3]&0xff0000)/0x10000);
???pciinf->BIST=(UCHAR)((buf[3]&0xff000000)/0x1000000);
???pciinf->BaseAddresses[0]=buf[4];
???pciinf->BaseAddresses[1]=buf[5];
???pciinf->BaseAddresses[2]=buf[6];
???pciinf->BaseAddresses[3]=buf[7];
???pciinf->BaseAddresses[4]=buf[8];
???pciinf->BaseAddresses[5]=buf[9];
???pciinf->SubsystemVendorID=(USHORT)(buf[11]&0xffff);
???pciinf->SubsystemID=(USHORT)((buf[12]&0xffff0000)/0x10000);
???pciinf->InterruptLine=(UCHAR)(buf[15]&0xff);
???pciinf->InterruptPin=(UCHAR)((buf[15]&0xff00)/0x100);
???pciinf->MinimumGrant=(UCHAR)((buf[15]&0xff0000)/0x10000);
???pciinf->MaximumLatency=(UCHAR)((buf[15]&0xff000000)/0x1000000);
???break;
??}
??else
???io_cf8+=0x800;
??if(io_cf8>=0x80ffff00)
???return 1;
}
return 0;
}

????以上都是我這次制作卡的一些心得，還有很多不清楚的地方，寫(xiě)出來(lái)只是想讓感興趣的pci門(mén)外漢了解一下，但愿能有所幫助?？隙ㄓ泻芏噱e(cuò)誤，希望各位大蝦指正，但求不會(huì)誤人子弟。pci大蝦見(jiàn)笑了。