PCI9052接口电路的功能及应用
关于PCI总线接口芯片PCI9052的简析及其应用详解
关于PCI总线接口芯片PCI9052的简析及其应用详解引言PCI（PeripheralCompornentInterconnect，即外围部件互连）总线是一种先进的高性能32/64位地址数据复用局部总线，该总线是以INTEL为首的多家集团设计的，PCI总线可以同时支持多组外围设备，且处理器和时钟频率无关，可以提供高达132MB/s 的数据传送速率，PCI总线具有严格的规范，只要符合PCI规范的扩展卡，那么，插入任何PCI系统就能可靠地工作，是当今PC领域中流行的总线。
PCI总线协议非常复杂，目前实现PCI接口的有效方案分为两种：即使用可编程逻辑器件和使用专用总线接口的器件，可编程逻辑器件实现PCI接口比较灵活，可以利用的器件比较多，现在有许多生产可编程逻辑器件的厂商（如Xilinx的Logicore和Alerra的AMPP）都提供经过严格测试的PCI接口功能模块，用户只要进行组合设计即可，但这种方法难度较大，设计周期较长。
而采用专用接口器件实现完整的PCI主控模块和目标模块的功能，则可将复杂的PCI总线接口转换为相对简单的用户接口，用户只要设计转换后的总线接口即可。
但这种方法难度较大，设计周期较长，而采用专用接口器件实现完整的PCI主控模块和目标模块的功能，则可将复杂的PCI总线接口转换为相对简单的用户接口，用户只要设计转换后的总线接口即可。
虽然这种方式不够灵活，但由于其对PCI协议的良好支持，以及提供给设计者的良好接口，都大大减少了设计开发的难度和周期，现有的PCI接口芯片主要有AMC公司的AMCCS59xx系列和PLX公司的PCI9805x系列。
PLX公司的PCI9052就是一款较常用的总线接口芯片。
PCI9052芯片介绍PCI9052是PLX技术公司继PCI9050之后推出的低成本、低功耗、高性能总线接口芯片，通过该芯片可以使多种局部总线快速转换到PCI总线上。
◇主要特点（1）兼容PCIV2.1协议特性。
PCI总线接口芯片PCI 9052及其应用
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使 用 可 编程 逻 辑器 件 和使 用 专用 总线
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摘 要 ：Ｐ Ｉ０ ２ Ｌ Ｃ ９ ５ 是Ｐ Ｘ＆ 司开发 的服 从Ｐ Ｉ 议 的从 模 式接 口芯 片 ，文 中 ｃ协
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PCI9052接口电路的功能及应用
PCI9052接口电路的功能及应用摘要：PCI总线是Pentium主机最常见的总线，基于PCI总线形成的CompactPCI和PXI总线广泛地应用在仪器和自动化领域。
PCI适配卡的接口设计变得越来越重要，介绍PCI专用接口电路PCI9052的功能，通过一个例子介绍它的应用。
关键词：外部设备互连总线；局部总线；接口电路；PCI9052；应用1 引言PCI总线具有独立于处理器、高数据传速率、即插即用、低功耗、适应性强等特点，已成为微型机的主流总线。
基于PCI总线形成的CompactPCI和PXI总线广泛应用于仪器和自动化领域。
随着PCI总线的广泛应用，其接口的设计开发显得尤为重要。
由于PCI总线的独特性能，如信号负载能力、支持数据的突发传送、地址/数据、命令/字节使能信号总线复用等，使中小规模的器件难以实现接口电路。
实现PCI总线接口一般采用CPLD或FPGA设计PCI接口，这种方法难度很大；另一种是采用专用的PCI接口电路，使设计开发者免除繁琐的时序分析，缩短开发周期，降低开发成本。
本文介绍PCI9052接口电路的功能及其在PCI板卡设计中的应用。
2 接口电路PCI9052是PLX公司开发的低价位PCI总线目标接口电路,功耗低,采用PQFP型160引脚封装,符合规范,它的局部总线(LOCAL BUS)可以通过编程设置为8/16/32位的(非)复用总线，数据传送率可达到132Mb/s。
提供了ISA接口，可以使ISA适配器迅速、低成本地转换到PCI总线上。
主要功能与特性如下所述：异步操作。
PCI9052的Local Bus与PCI总线的时钟相互独立运行,两总线的异步运行便于高、低速设备的兼容。
Local Bus的运行时钟频率范围为0MHz～40MHz,TTL电平，PCI的运行时钟频率范围为0MHz～33MHz。
支持突发操作。
PCI9052提供一个64字节的写FIFO和一个32字节的读FIFO,从而支持预取模式即突发操作。
PCI接口芯片PCI9052(中文)
PCI接口芯片PCI9052（中文）PCI9052是PLX公司继PCI9050之后推出的低成本PCI总线接口芯片，作为PCI9050的升级版本PCI9052采用PQFP 160pins封装，功耗低，符合PCI 2. 1规范，局部总线可以设置为8/16/32位的(非)复用模式，可以完成局部总线到PCI 总线的快速转换。
其具有如下特点：（1）兼容PCI V2.1协议特性PCI9052芯片与PCI协议V2.1版兼容，支持低开发成本的从模式适配设备，该芯片支持从ISA适配器向PCI适配器转换。
（2）直接从(目标)方式数据传送模式PCI 9052支持突发存储器映射和I/O映射方式在PCI总线和局部总线存取数据。
读写FIFO寄存器使得局部总线和PCI总线具有高性能的突发方式。
PCI总线总是工作在突发方式，局部总线可以设置成突发方式或者连续单周期方式。
（3）中断发生器PCI 9052可以从两个局部总线中断输入生成一个PCI中断。
（4）时钟PCI9052局部总线接口运行于TTL时钟并生成必要的内部时钟。
局部TTL 时钟与PCI时钟异步工作，并允许局部总线独立于PCI时钟工作。
缓冲PCI总线时钟BCLKO可与局部总线时钟LCLK相连。
（5）可编程局部总线配置PCI9052支持复用或非复用的8/16/32bit局部总线。
芯片有4字节使能，26根地址线，32/16/8 bit数据线。
（6）预读模式PCI9052支持预读模式，也就是说，预锁存数据可从PCI 9052内部FIFO寄存器先于局部总线读取。
（7）总线驱动所有控制、地址和数据信号都由PCI 9052直接生成，用于驱动PCI和局部总线，不用额外驱动电路。
（8）串行EEPROM接口PCI 9052包含一个用于加载配置信息的串行EEPROM接口，对于装载一个特定的适配设备信息来说，这是很有用的。
将PCI 9052转换为ISA接口模式时串行 EEPROM也是必需的。
（9）四个局部片选信号PCI 9052提供了四个局部片选信号，基地址和每一个片选的范围可由串行EEPROM或主控制器独立编程。
PCI总线接口PCI9052及其应用
ｌ 引言
ＰＩ Ｃ 总线是先 进的高性能 ３ ／ ４位局部总线．可 同时支持 ２６
输出方式。
采用专用接 口器件 虽然 没有采 用可编程 逻 辑器件 那么 灵 活．但 其优越性非常 明显 ：能够有 教地降 低接 口设计 的难度， 缩短开发时间。专用接 口器件具有较 低的成本和通用性 ，能够 优化数据传输 ，提供配置空间，具备用于突发传输功 能的片内 ＦＦ ＩＯ等 ．并且许 多公司 也提 供配套 的开发工具 （ 例如 评估板 和驱动 程序 开发软件 １．是一种 省时 省力 的好方 案．因此 我 ）
片 ， 低功 耗 ，Ｐ Ｐ１ ０ｐ ｓ 装 ， 符 合 Ｐ Ｉ ＱＦ ６ ｉ 封 ｎ Ｃ Ｖ２ １规 范， 它 的 局 部 总 线 （ Ｏ ＡＬＢ Ｓ Ｌ Ｃ Ｕ ）可 蹦 通 过 编 程 设 置 为 ８ １ ／２位 的 ／６３ （ ）复 用 总 线 。 非 ２ １ 主 要 特 点 ．
Ｐ Ｉ ０ ２的唯 一访 问权 Ｃ ５ ９
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４ ９·
计算机 自动测量 与控制
表 ｉ Ｐ Ｉ 世 寄存 器 Ｃ 配
第 ９卷
Ｐ Ｉ Ｃ Ｐ Ｉ 置 寄 存 器 Ｃ 配 配 越 （ 兼 容性 和 未 来 发 展 的 需 要 考 虑 ， 有 来 用 到 的 从 所 寄存 器 位 设 置 为 … ） ０
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图 １ Ｐ Ｉ ０ ２接 口芯 片示意图 Ｃ ５ ９
２２ 结 构 组成 ．
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PCI总线目标接口芯片PCI9052及其应用
PCI总线目标接口芯片PCI9052及其应用摘要：PCI9052 是PLX 公司继PCI9050 之后新推出的一种低成本的PCI 总线目标接口芯片,它传输速率高,数据吞吐量大,可避免用户直接面对复杂的PCI总线协议。
文中主要介绍了PLX 公司的PCI 总线目标接口芯片的功能与应用,并给出了具体的应用设计实例。
关键词：PCI 总线局部总线配置空间PCI9052目前,PCI 总线已成为新一代个人计算机的标准总线,它是一种高性能的32/64 位地址数据复用总线,总线时钟频率的0～33MHz。
它不象ISA 异步总线那样把地址寻址和数据读写控制信号都交由微处理器产生,而是一种独立于处理器的同步总线,可以支持猝发传送。
为支持即插即用功能,PCI 总线规范定义了264 字节的配置空间。
由于PCI 总线协议比较复杂,因而其接口电路实现起来比较困难,但采用通用PCI 接口芯片即可很好地解决这个问题。
PCI 通用接口芯片对于PCI 协议的良好支持,以及提供给设计者的良好接口都大大减少了设计者的工作量。
现有的PCI 接口芯片主要有AMCC 公司的MACCS59XX 系列和PLX 公司的PLX 系列。
本文将对PLX 公司的PCI9052 总线目标接口芯片的功能及其在PCI 板卡设计中的应用进行介绍。
1 PCI9052 的功能特点PCI9052 是PLX 公司继PCI9050 之后新推出的、可用于低成本适配器的总线目标接口芯片。
PCI9052 与PCI9050 一样,可提供用于适配卡的小型高性能PCI 总线目标（从属）接口,以使ISA 适配器可以迅速、低成本地转换到PCI 总线上。
采用PCI9052 可使适配卡上的I/O 数据传送速度从PCI9052 可使适配卡上的I/O 数据传送速度从ISA 总线的8MHz 提高到PCI 的33MHz。
PCI9052 的主要功能与特性如下：。
PCI9052接口芯片的配置及驱动程序开发
引言如果把PC机作为控制系统的操作平台，PCI总线作为一种先进的高性能32／64位局部总线正迅速取代原来的ISA 总线的主导地位，以用于高速外设，并成为微型计算机系统的主流系统，因而也成为工程开发人员用于工业控制的首选。
为了缩短开发周期，一般都采用专用的接口器件。
本文就是采用PLX公司的PCI9052来把PCI总线上的操作转换为对局部总线的操作，同时通过双口RAM实现和下位机的存储转接。
针对一般PCI总线开发时由于软硬件分离使开发的软硬件不能很好结合的现象，本文结合实例介绍了应用程序并给出了如何通过DriverStudio开发的PCI设备驱动程序来访问PCI设备卡硬件资源的具体程序。
1 PCI的配置空间及其配置 PCI总线支持存储器地址空间、I／O地址空间和配置空间等三个物理空间。
其中，配置空间是PCI总线所特有的一个空间，PCI总线能实现即插即用的功能，正是通过它特有的配置空间来实现的。
PCI配置空间的大小为256字节，分为头标区和设备有关区。
直接影响设备特性的配置寄存器在头标区，其他部分则因设备而异。
PCI总线的配置空间通常与PCI接口芯片相关。
该配置空间包括一系列的PCI配置寄存器。
本文采用的PCI9052芯片的配置寄存器分为PCI配置寄存器和局部配置寄存器，二者都可以由PCI总线和串行EEPROM访问。
在PCI配置寄存器中的设备ID、制造商ID、版本号、首区类代码、类别代码、指令寄存器和状态寄存器等寄存器在所有的PCI设备中都必须实现，具体设置可参考文献[1]。
通常情况下，操作系统可使用这些寄存器的内容来决定该PCI设备的加载其驱动程序。
PCI总线最重要的功能之一是通过基地址寄存器和局部配置寄存器在地址空间重定位PCI设备。
系统上电时，通过上层应用软件能判断系统中存在那些设备，并建立协调的地址映射。
所以，基地址寄存器和局部配置寄存器是实现驱动程序的关键。
PCI配置寄存器提供有6个基地址寄存器(BASE0～BASE5)这些基地址都是系统中的物理地址，其中BASE0和BASE1是用来访问局部配置寄存器的基地址，BASE0是映射到内存的基地址，BASE1是映射到I／O的基地址，可用于通过内存和I／O来访问局部配置寄存器。
PCI9052在多功能CAN适配卡中的应用研究
PCI9052在多功能CAN适配卡中的应用研究PCI是一种自立于CPU的局部总线，实现PCI接口的计划普通有两种：采纳可编程规律器件和专用总线接口器件。
采纳可编程规律器件实现PCI接口的益处是比较灵便，但其设计难度很高，由于PCI总线对负载要求、传输数据的建立时光的要求都比较苛刻，同时还需要器件内部实现用于配置的各类寄存器，以及完成规律校验、地址译码等工作的寄存器。
此外，还需加入FIFO、用户寄存器组和后端设备接口等部分。
设计这种PCI总线接口会导致将大量的人力、物力投入到复杂的规律验证和时序分析的工作上，开发周期较长。
采纳专用接口器件虽然没有采纳可编程规律器件那么灵便，但能够有效地降低接口设计的难度，缩短开发时光。
专用接口器件具有较低的成本和很高的通用性，能够优化数据传输，提供配置空间，具备用于突发传输功能的片内FIFO，提供扩展局部总线等优点，并且许多公司还提供配套的开发工具，用法很便利，开发周期短。
PCI9052是PLX公司开发的低价格PCI总线从模式接口芯片，低功耗，符合PCI2.1规范，提供的局部总线(Local Bus)可通过编程设置为8/16/32位的(非)复用总线。
PCI9052提供的局部总线不但可编程，而且与PCI总线的时钟互相自立运行，可实现异步操作，总线操作自动实现时序同步。
两总线的异步运行便利了高、低速设备的兼容。
1 硬件设计为了充分利用硬件的实用资源，该多功能适配卡不仅要实现与举行通信，还具有A/D、D/A及I/O功能，实现对CAN通信和数据采集等功能。
PCI9052有5个地址映射空间，要实现这些功能，通过PCI9052来衔接是能够满足要求的。
I/O采纳IO映射空间，CAN、A/D和D/A采纳Memory地址映射空间，也可都采纳Memory方式，这些地址空间的配置是在EEPROM中举行配置的。
按照采样精度要求，A/D芯片采纳的是16位单通道并行通信的AD976芯片，转换时光10us，为了实现多通道输入，须在模拟输入端加一多路开关MAX308ESE。
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2009-12-01 14:21 点击次数：666来源：中国在职研究生
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摘要：PCI总线是Pentium主机最常见的总线，基于PCI总线形成的CompactPCI和PXI总线广泛地应用在仪器和自动化领域。
PCI适配卡的接口设计变得越来越重要，介绍PCI专用接口电路PCI9052的功能，通过一个例子介绍它的应用。
关键词：外部设备互连总线；局部总线；接口电路；PCI9052；应用
1引言
PCI总线具有独立于处理器、高数据传速率、即插即用、低功耗、适应性强等特点，已成为微型机的主流总线。
基于PCI总线形成的CompactPCI和PXI总线广泛应用于仪器和自动化领域。
随着PCI总线的广泛应用，其接口的设计开发显得尤为重要。
由于PCI总线的独特性能，如信号负载能力、支持数据的突发传送、地址/数据、命令/字节使能信号总线复用等，使中小规模的器件难以实现接口电路。
实现PCI总线接口一般采用CPLD或FPGA设计PCI接口，这种方法难度很大；另一种是采用专用的PCI接口电路，使设计开发者免除繁琐的时序分析，缩短开发周期，降低开发成本。
本文介绍PCI9052接口电路的功能及其在PCI 板卡设计中的应用。
2接口电路
PCI9052是PLX公司开发的低价位PCI总线目标接口电路，功耗低，采用PQFP型160引脚封装，符合PCI2.1规范，它的局部总线可以通过编程设置为8/16/32位的复用总线，数据传送率可达到132Mb/s。
提供了ISA接口，可以使ISA适配器迅速、低成本地转换到PCI总线上。
主要功能与特性如下所述：
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异步操作。
PCI9052的LocalBus与PCI总线的时钟相互独立运行，两总线的异步运行便于高、低速设备的兼容。
LocalBus的运行时钟频率范围为0MHz～40MHz，TTL电平，PCI的运行时钟频率范围为0MHz～33MHz。
支持突发操作。
PCI9052提供一个64字节的写FIFO和一个32字节的读FIFO，从而支持预取模式即突发操作。
中断产生器。
可以由LocalBus的二个中断信号LINTi1和LINTi2产生一个PCI中断信号INTA ＃。
串行EEPROM接口，用于存放PCI总线和Local总线的配置信息。
5个局域总线地址空间和4个片选，基址和地址范围可以由串行EEPROM或主控设备进行编程。
大/小Endian模式的字节交换，有二种交换字节顺序的输出方式。
总线驱动。
所有地址、数据和控制信号都有PCI9052直接驱动，不用额外的驱动电路。
Localbus等待状态。
除了等待信号LRDYI＃用于握手之外，PCI9052还有一个内部等待产生器。
PCI锁定机制。
主控设备可以通过锁定信号占有对PCI90
52的唯一访问权。
ISA总线模式。
PCI9052提供一个ISA逻辑接口，用户可直接使PCI总线和ISA总线相连，可以非常轻易地将ISA设计转换到PCI。
PCI9052的接口示意图如图1所示。
图1PCI总线接口示意图
3PCI9052的功能及操作
3.1初始化
上电时，PCI总线的RST＃信号将PCI9052的内部寄存器设置为缺省值，同时，PCI9052输出局部复位信号，并且检查EEPROM是否存在。
假如设备上装有EEPROM，且EEPROM的第一个16字节非空，那么，PCI9052根据EEPROM内容设置内部寄存器，否则设为缺省值。
3.2复位
PCI9052支持二种复位方式：硬件复位和软件复位。
硬件复位是PCI9052总线接口的RST＃信号输入有效时将引起整个PCI9052复位，并输出LRESET＃局
部复位信号。
软件复位是PCI总线上的主机可以通过设置控制寄存器CNTRL中的软件复位字节来对PCI9052复位，并输出LRESET＃信号。
此时，PCI和局部总线的配置寄存器的值将保持不变。
当CNTRL中的软件复位字节有效时，PCI9052仅对配置寄存器的访问应答，对局部总线的访问不响应。
PCI9052保持这种状态直到PCI总线上的主机清除软件复位字节。
3.3对串行EEPROM接口的访问
复位后，PCI9052开始读串行EEPROM，若读出的第一个字非FFFFH，则PCI9052认为有一个有效的EEPROM存在，并且继续进行读操作，否则，认为EEPROM无效。
PCI总线的主设备可以读、写连接在PCI9052上的串行EEPROM。
对其进行读、写操作之前需要将控制寄存器CNTRL 设置为“1”，并控制CNTRL位以产生串行EEPROM的时钟，然后，从EEDI送入指令代码。
假如在指令代码之后由EEDO输出“0”，则表明可以对其进行读、写。
需要结束操作时，只要将CNTRL设置为“0”即可。
3.4对内部寄存器访问
PCI9052提供了二种类型的片内寄存器，即PCI配置寄存器和局部配置寄存器，二者都只能由PCI总线和串行EEPROM访问，也可以通过设置寄存器CNTRL禁止对后者的访问，这样，极大地增强了接口设计的灵活性。
3.5直接数据传输模式
PCI9052支持PCI总线上的主处理器对局部总线上的设备进行直接访问。
PCI9052的配置寄存器将访问映射到局部地址空间。
片内的读写FIFO存储器使PCI9052支持PCI总线与局部总线之间进
行高性能的猝发传送。
PCI总线主控访问局部总线示意图如图2所示。
3.6PCI中断的产生
要产生PCI中断INTA＃，首先将寄存器INTCSR设置为“1”，假如需要以软件方式产生中断，则只需将INTCSR设置为“1”。
假如系统设计方案中选用由局部总线上的设备产生中断信号INTi1和INTi2、再生成PCI中断INTA＃的方式，只要将寄存器INTCSR的相关位按表1进行设置，复位后INTCSR的值全部为“0”。
表1寄存器INTCSR相关的设置
位
enter“>含义
设置为“1”
设置为“0”
INTil
TEXT-ALIGN：center“>
使能
使能
禁止
1
极性
TEXT-ALIGN：center“>
高电平有效
低电平有效
2
状态
中断激活
“LINE-HEIGHT：130;TEXT-ALIGN：center“>
中断末激活
8
选择使能
边缘触发
电平触发
10
边缘触发清除位
清除边缘触发
保持
4应用实例
PCI9052是功能非常强大的PCI接口电路，用它设计PCI适配卡将使接口变得非常方便。
图3是PCI主处理机读取SRAM的接口示意图，其主要功能是实现对RAM的单次或突发读、写操作。
图3存储器突发读写示意图
4.1电路连接
按照图3中的连接电路，对于SRAM主要有以下几个引脚：A、I/O、OE、CE、WE等。
地址线A与本地地址线LA相连，根据PCI9052的LBE＃的定义，这里用8位数据总线将LBE0＃与A0连接，LBE1＃与A1连接，OE与PCI9052的CS0＃相连。
PCI9052为设计人员提供了4个片选信号CS＃，可以为4个设备提供片选信号，这样，可以避免设计人员在设计电路时设计片选解码电路，其地址和范围可由其对应的内部寄存内部本地寄存器配置。
串行EEPROM 用于存储配置寄存器内的配置信息，可以采用NM93C46或与之兼容的存储器。
4.2寄存器设定
电路连接好后，要使电路能正常工作，必须对PCI9052内部寄存器进行配置。
根据电路性能及特点，应将寄存器设定为非复用工作方式，采取存储器映射，8位数据总线。
局部总线0的基地址寄存器值为240001H，其地址范围寄存器值为3FFF8H，其描述寄存器值为39H；片选0基址寄存器的初始值为4C0001；命令寄存器的初始值为02H；
状态寄存器的初始值为800H，其他寄存器采用默认值。
确定好各个寄存器的值后，应依据一定的次序将寄存器的初始值写入EEPROM。
4.3驱动程序的开发
为了从PCI总线配置寄存器中获得主机动态分配的映射基址并对映射端口进行读写，必须编写驱动程序。
编写Windows驱动程序时，可以使用DDK，但难度较大。
为了简化驱动程序开发，可使用Jungo公司推出的WinDriver开发工具。
WinDriver可自动生成VxD驱动程序及相应的高级函数。
使用者不需具备Windows驱动程序开发知识，所生成的高级函数可直接在VC或CBuilder等高级编程语言中调用。
5结论
实用证实，用专用PCI接口电路对设计PCI接口卡带来很大的方便。
本文主要介绍PLX公司的PCI9052专用接口电路，设计者可根据需要选用其他接口电路，不需要ISA接口时，可选用PCI9050；需要DMA数据传送时，可选用PCI9054。
专用接口电路是设计PCI适配卡的最佳方法，不但大大缩短了设计周期，而且有利于驱动程序的开发。
参考文献
李贵山.戚德虎.PCI局部总线开发者指南.西安：西安电子科技大学出版社，1997.
杨全胜.胡友彬.现代微机原理与接口技术.北京：电子工业出版社，2002. TomShanley，DonAnderson，刘晖译.PCI系统结构.北京：电子工业出版社，2000.。