总线接口芯片PCI9054及其在高速数据采集系统中的应用
PCI9054在硬件加速卡中的应用

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U S E R o U S E Ri
用户输 出信号 ,由 P C I 9 0 5 4 驱动 ,作为 D S P的外部 中断请 求。 用 户输入 信号 ,由外部 设备驱 动 ,P C I 9 0 5 4 可查询 到外部设备 发出的信号。
立起驱动程序 的框架 , 该驱动程序具体完成D MA读和写两 项功能。 PC I 9 0 5 4 的本 地 总 线共 有 M , C 、 J 三 种 工 作模 式 , 可 通 过 模 式 选 主 要 是 利 用 D r i v e r Wo r k s  ̄ 供 的Kd ma A d a p t e r 和 KD ma T r a n s f e r 类 择控制 引脚MO D E [ 1 : 0 行控制。 M模式可与Mo t o r o l a MP C 8 5 0 或 实 现 D MA 传输, K d ma Ad a p t e r用 于 建 立 一 个 D MA适 配器 , 它 说 明 MP C 8 6 0 系列高性能微处理器进行无缝连接 ; C 模式可与I n t e l 系列 高 D MA通道 的特性 , K Dma T r a n s f e r 用于D MA传 输控 制 。
‘ . 接 口设计
4 . 1传输 模 式
D i f v e r S t u d i o 下D r i v e r Wo r k s 的类 库封 装了针对驱动 程序的各 种通 用操作, 使用D r i v e r Wo r k s 下的D r i v e r Wi z a r d 向导 , 即可一步步 的建
基于PCI9054的高速数据处理卡的设计

针 对 彩 色 激 光 打 印 机 的数 据 处 理 , 计 了一 种 基 于 设
P I0 4和 E 1 7 C9 5 MP 2 0的高 速 数 据 处 理 卡 , 现 了对 3 实
路 数据 的高 速数据 处理 和数模 转换 输 出。按 上述需 求 分 析 , 虑到 P I 考 C 总线 的实 际传 输效 率和 系统可 靠性 , 本设 计采 用 了具有 1 B深 度 的 FF 6K IO作 为 数据 存储 缓冲, 以解 决 P I 输速 率和输 出速 率 匹配 的问题 , C传 同
Ke r s P 9 5 h g s e d daa prc si g c r EPM1 7 y wo d : CI 0 4; ih—p e t o e sn a d; 20
PCI9054中文文档

5.4.1.1 PCI初始化存储器和IO解码寄存器序列和本地总线及地址定义了用于解码本地总线到PCI通道的本地总线各位含义(PCI初始化)。
存储器空间或者IO空间必须(a power of 2)而且范围寄存器的值必须与范围值相反。
另外,本地基地址必须与队列值复用。
5.4.1.2 PCI初始化FIFO为了PCI 初始化存储器与PCI总线相连,9054有32-Lword可写FIFO和16-Lword可读FIFO。
这些FIFO使能本地总线去操作独立的PCI总线,允许高优先级的突发传输于PCI和本地总线之间。
在PCI初始化过程中,本地处理器(主)谢数据到PCI(从)总线上。
从PCI(从)总线上读数据,在PCI初始化过程中FIFO的作用如图5-2,5-3。
5.4.1.3 PCI初始化存储器通道本地处理器可以读写PCI存储器。
9054改变本地的读写通道。
本地总线的地址空间从PCI初始化的本地基地址起到定义的范围止。
Remap(PCI基地址)定义了PCI的起始地址。
5.5 DMA传输PCI9054提供两个独立的DMA通道并且支持本地到PCI,PCI到本地总线的传输。
每个通道都有专用的DMA控制器和专用的双向FIFO,每个通道都支持块传输和分散/集中传输,带一个EOT#(传输结束)信号。
只有DMA通道0支持命令模式的DMA传输。
主模式必须在PCI9054成为PCI总线控制者之前使能主模式位(PCICR[2])。
另外两个DMA通道能编程为:(1).可以以8,16或32位本地总线宽度操作(2).可插入0到15个等待周期(本地总线)(3).是能/禁能等待周期(4).限制本地总线突发为4个(BTERM#是能/禁能)(5).将本地总线地址设定为常量(本地存储器位FIFO)或增量(6).使PCI存储器可写(命令码=Fh)或者无效(命令码=7h)(7).使用/不使用BLAST#终止本地传输(DMA快/慢终止)(8).当DMA传输完成或者在分散/集中传输中终止计数达到时申请PCI中断(INTA#)或者本地中断(LINT#)(9).在DMA清计数模式下工作(只有当计数器是在本地存储器上时)9054支持用寄存器的高32位(DMADAC0 和DMADAC1)操作PCI双地址。
基于PCI9054的PCI接口数据通信系统

Jn o8 a.o 2
中国科技论文在线 S E C P E LN CI N E AP R ON IE
第3 第1 卷 期
20 年 1 08 月
基于 P I0 4的 P I 口数据通信 系统 C95 C 接
马 超 ,皮亦 鸣
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( 电子科技 大学电子工程 学院,成都
片, 采用先进的 P X数据管道结构技术, L 符合 I- 2  ̄T . V1
和 V .规范 ; 2 2 提供了两个独立的可编程 D MA控制器 ;
第3 第1 卷 期
20 0 8年 1月
中 国科 技 论 文 在 线
S I N P P R CNLNE C E CE A E I I
7 1
每个通道均支持块和分散 / 集中的
方式 ;在 P I C
以及 P I C 端和本地端工 作状态 ,包括 P I C 配置寄存 器组 、 o a 配置 寄存器组 、 u t e寄存器组、 MA L cl R ni m D
摘 要:文章介绍 了 P I C 总线接 口 协议芯片 P I 5 C9 4的性 能、特 点,分析了 wno s WD 驱动程序 的特 0 i w 的 d M 点。为了实现一种数据量大 、 速度快 的数据通信系统, 在软硬件设计 中 用了速度快、效率高的带突发模式 的 采 D MA传输模 式,并在实际硬 件设 计中得到 了不错的效果 。
P I Pr h rl o o et necn et 线 即 C (e p e mp nn t o nc) i aC I r 总
外 围部件互连总线 , 是一 种先进的高性能 3/4位地 26
址数据复用局部总 线 ,可 同时支持多组外围设备 ,
高速数据传输卡用PCI 9054总线控制器

高速数据传输卡用PCI 9054总线控制器
谭博钊;陶然
【期刊名称】《电子产品世界》
【年(卷),期】2001(000)019
【摘要】介绍了一种基于PCI总线的数据传输卡的实现方案,应用PCI 9054总线控制器实现PCI总线接口,分析了PCI 9054的工作性能
【总页数】2页(P60,64)
【作者】谭博钊;陶然
【作者单位】北京理工大学电子工程系;北京理工大学电子工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TP27
【相关文献】
1.基于PCI9054的LVDS高速数据通信卡设计 [J], 黄华;刘亚军
2.基于PCI9054的高速数据处理卡的设计 [J], 林若波;陈旭文
3.基于PCI-E总线高速数据传输卡的WDM驱动设计 [J], 景博利;孟李林;张亚运
4.基于NI PCI Express数字I/O卡的高速数据传输实现 [J], 王婧;王荣;周雪;易鸣
5.高速数据传输卡用PCI9054总线控制器 [J], 谭博钊; 陶然
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基于PCI总线的高速数据采集板的设计

第13卷,第3期 中国传媒大学学报自然科学版 Vol.13,No.3 2006年9月 JOURNAL OF C O M MUN I C ATI O N UN I V ERSI TY OF CH I N A S CI E NCE AND TECHNOLOGY Sept.2006基于PC I总线的高速数据采集板的设计熊伟信,杨隆鑫(中国传媒大学广播电视数字化工程中心,北京100024)摘 要:本文介绍了一种基于PC I总线的高速数据采集系统,该系统基于PC I总线技术,充分利用S DRAM的海量存储能力和FPG A的编程灵活性的特点,实现了数据的高速采集、S DRAM的海量存储和PC I的桥接传输三者的结合。
关键词:PC I;高速;FPG A;S DRAM;数据采集中图分类号:T N73 文献标识码:A 文章编号:1673-4793(2006)03-0077-05H i gh Speed Da t a Acqu isiti on Syste m Ba sed on PC I BusX I O NGW ei2xin,Y ANG Long2xin(ECDAV,Communicati on University of China,Beijing100024,China)Abstract:This paper intr oduces a high s peed data acquisiti on syste m based on PC I bus.It is based on the PC I bus;it takes the advantage of mass me mory of S DRAM and flexible p r ogra mm ing of FPG A.Achieve high s peed data acquisiti on,mass me mory of S DRAM and PC I bridge trans m issi on.Key words:PC I;high s peed;FPG A;S DRAM;data acquisiti on1 引言现代工业生产和科学研究对数据采集的要求日益提高,在瞬态信号测量、图像处理等一些高速、高精度的测量中,需要进行高速数据采集。
基于CPCI和光纤接口的数据采集卡设计与实现

基于CPCI和光纤接口的数据采集卡设计与实现作者:李波张兴敢魏耀来源:《现代电子技术》2012年第05期摘要:设计了一套基于CPCI总线,PCI9054桥接芯片和可编程逻辑器件(FPGA)的高速数据采集卡。
FPGA作为本地主控芯片,根据工控机经PCI9054转发的采集命令,通过光纤接口实现与雷达接收机的通信。
采用高速RAM缓存数据,采集的接收机测试数据的分析结果可在工控机上显示,从而实现了对雷达接收机性能的快速测试。
该采集卡具有较强的通用性和可扩展性,详细介绍了高速数据采集卡的组成和工作原理、硬件设计。
关键词:光纤接口; CPCI总线; PCI9054; FPGA; 雷达接收机测试中图分类号:TN47-34文献标识码:A文章编号:1004-373X(2012)05-0095-04Design and implementation of data acquisition card based on CPCI bus and optical interfaceLI Bo, ZHANG Xing-(School of Electronic Science and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093, China)Abstract:To facilitate the testing of radar signal receiving system, a high-speed data acquisition card based on CPCI bus, PCI9054 bridge chip and programmable logic device (FPGA) was designed. Taking FPGA as a local master, and according to the acquisition command transmitted by the PCI9054 from computer, it can communicate with radar receiver through optical interface. SRAM is used to cache high-then the quick test of the radar receiver is implemented. The capture card has a strong versatility and scalability, the composition, working principle and hardware design of high-speed data acquisition card are described.Keywords: optical interface; CPCI bus; PCI9054; FPGA; radar receiver test收稿日期:2011-10-基金项目:2011年江苏省研究生创新计划项目(CXZZ11_0043)随着雷达技术的发展和雷达型号的增多,现代雷达接收机数据处理速度显著提高。
B型超声射频信号高速数据采集系统设计

本 实 验 设 计 的 数 据 采 集 卡 的 实 验 对 象 : Belson 200A B 型超声诊断仪。它是便携式电子凸阵扫描 B 超, 主频 3.5 MHz、2.5 MHz~5 MHz 变频、80 基元 R60 凸阵探头, 探头宽度: 3.84 cm, 探测深度 : ≥170 mm, 扫 描 范 围 : 100 mm×210 mm, 256 灰 阶 , 分 辨 率 : 横 向≤2 mm 纵向≤1 mm, 扫描线: 512 线 / 帧, 帧率: 30
系统设计包含硬件部分和软件部分, 其中硬件部 分是基于计算机 PCI ( peripheral component intercon- nect) 局 部 总 线 设 计 的 , 采 用 PCI9054 作 为 PCI 局 部 总 线 和 FIFO 数 据 总 线 和 CPLD 控 制 总 线 的 桥 接 芯 片, 它符合 PCI v2.2 规范的 32 位 33 MHz 总线主控 接口控制器。ADC 采用 AD9283, 8 位分辨率和最高 100 M/s 的转换速率, 用到了 2 片 FIFO 作为数据缓冲 器和 Lattice CPLD ispMACHLC4128 V 用于各个芯片 之间的逻辑控制。软件系统用 Windriver 开发驱动程 序和 VC 集成开发环境编写应用程序。 1.1 硬件设计
图 3 ADC 采样和 FIFO 读写时序 Fig.3 ADC sample and FIFO r ead /wr ite timing
图 2 数据采集卡硬件框图 Fig.2 Data acquisition car d har dwar e diagr am
图 4 DMA 块传输示意图 Fig.4 DMA block tr ansfer
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总线接口芯片PCI9054及其在高速数据采集系统中的应用装备指挥技术学院邵胜利侯孝民摘要:本文介绍了PCI总线接口芯片PCI9054的性能、总线操作及其DMA 数据传输方式,并且通过它在高速数据采集系统中的应用实例,阐述了PCI9054在PCI接口电路设计中的简便性和实用性。
关键词:PCI总线接口PCI9054 DMA Windriver引言PCI(Peripheral Component Interconnect)总线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,可同时支持多组外围设备,并且不受制于处理器,为中央处理器与高速外围设备提供一座沟通的桥梁,提高了数据吞吐量(32位时最大可达132MB/s),是当今PC领域中流行的总线。
PCI总线具有严格的总线规范,这就保证了它具有良好的兼容性,符合PCI总线规范的扩展卡可以插入任何PCI系统可靠地工作。
一个PCI接口包括一系列的寄存器,这些寄存器中的信息允许计算机自动配置PCI卡。
目前实现PCI接口一般采用专用器件,有效方案分为两种:使用可编程逻辑器件和使用专用总线接口器件。
采用可编程逻辑器件实现PCI接口比较灵活,可以利用的器件也比较多,但由于PCI总线协议的复杂性,其接口的实现比ISA 等总线要困难得多,这种方法难度较大,设计周期较长。
采用专用接口器件不仅对PCI协议有良好的支持,而且提供给设计者良好的接口,这些都大大减少了设计者的工作量。
PCI9054的结构和性能PCI9054是美国PLX公司继PCI9052之后推出的又一低成本PCI总线接口芯片,低功耗,PQFP 172pins封装,它采用了先进的PLX数据管道结构技术,可以使局部总线快速转换到PCI总线上。
PCI9054主要特性PCI9054的主要特性如下:* 符合PCI V2.1,V2.2 规范,包含PCI电源管理特性。
* 支持VPD(Vital Product Data)的PCI扩展。
* 支持PCI双地址周期,地址空间高达4GB。
* 具备I2O准备报文单元,完全兼容I2O V1.5 规范。
* 提供了两个独立的可编程DMA控制器,每个通道均支持块和Scatter/Gather 的DMA方式,DMA通道0支持请求DMA方式。
* 在PCI启动模式,PCI 9054可插入类型1和类型2的配置周期。
* 在PCI和Local Bus的数据传送速率高达132MB/S。
* 支持本地总线(Local Bus)直接接口Motorola MPC850或MPC860系列,Intel i960系列,IBM PPC401系列及其它类似总线协议设备。
* 本地总线速率高达50MHz;支持复用/非复用的32位地址/数据;本地总线可为三种模式:M模式、C模式和J模式,可利用模式选择引脚加以选择。
* 具有可选的串行EEPROM接口。
* 本地总线时钟由外部提供,该时钟可和PCI时钟异步。
* 具有8个32位 Mailbox 寄存器和2个32位Doorbell寄存器。
PCI9054的内部结构组成PCI 9054内部有6种可编程的FIFO,以实现零等待突发传输及本地总线和PCI总线之间的异步操作。
PCI9054还提供了一个串行EEPROM配置接口,容量2K字节。
在配置存储器中存放了厂家标示、设备标示以及本地总线的基地址空间、I/O空间、中断控制信号等信息。
当初始化时,系统自动将串行EEPROM中的配置参数装入PCI配置寄存器,并根据本地总线对内存、I/O端口和中断的需求统一划分,自动配置。
PCI9054的总线操作.PCI9054的总线操作包括PCI总线操作和本地总线操作。
对于PCI总线操作,它完全遵守2.2版本PCI规范。
下面主要讨论一下本地总线操作。
PCI9054本地总线支持非多路复用32位地址/数据总线,多路复用32位和8位,16位或32位本地总线设备从属访问,运行速率高达50MHz,可以获得200MB/S的本地总线突发传输速率。
PCI9054有3种工作方式,分别为C、M和J模式。
M模式主要是针对Motorola 公司高性能MPC850/860的应用而设计的,主要应用在电信领域,J模式的接口设计相对比较麻烦,比较常用的是C模式。
C模式下PCI9054分为PCI Initiator操作和PCI Target操作。
在PIC Initiator操作过程中,本地处理器或本地总线主控设备能够直接通过PCI9054访问PCI总线,发起Local-to-PCI的数据传输。
而在PCI Target操作过程中,PCI总线主控设备可以以可编程的等待状态、总线宽度和突发传输功能访问PCI9054的三个本地空间(空间0,空间1和扩充ROM空间)。
PCI9054的DMA突发模式PCI9054集成了两个互相独立的DMA通道,每个通道都支持Block DMA和Scatter/Gather DMA,通道0还支持Demand DMA传输方式。
Block DMA要求PCI主机或Local主机提供PCI和Local的起始地址、传输字节数、传输方向。
主机设定DMA开始位启动数据传输,一旦传输完成,PCI9054设定DMA"传输结束位"结束DMA,如果中断允许位被使能,在传输结束时PCI9054将向主机申请中断。
在DMA传输中,PCI9054既是PCI总线的主控器又是Local 总线的主控器。
Scatter/Gather DMA要求主机在PCI空间或Local空间设定Descriptor模块,模块包括PCI和Local的起始地址、传输字节数、传输方向和下一个Descriptor模块的地址。
PCI9054载入第一个Descriptor模块并发起传输,连续加载下一个模块,直到它侦测到"链结束位"有效,PCI 9054设置"传输结束位",或者申请PCI或Local中断。
这种模式下,PCI9054也可以在每个模块加载时有效中断信号结束DMA传输。
若Descriptor模块在本地存储空间,可以编程使DMA控制器在每次DMA传输结束后清除传输字节数。
PCI9054的设计与应用PCI9054作为一种通用的PCI接口芯片,以其显著的功能和特性,得到了广泛的应用,下面就其在高速数据采集系统设计中的应用进行简单介绍。
硬件结构组成该高速数据采集系统利用PCI9054的PCI专用接口芯片的特性,设计了一个双路200M的高速数据采集卡,完成高速数据的采集和传输。
系统结构主要包括A/D转换、数据存储、逻辑控制,时钟分配和数据传输五大模块。
A/D转换电路采用AD(Analog Device)公司的AD9054芯片,分辨率为8位,最高采样率200MSPS。
数据存储电路采用IDT公司的产品72V36110,该芯片可以工作在133 MHz的频率下,零延迟传输,可以提供9位、18位、36位输入、输出接口,最大存储容量为128K 36Bit。
逻辑控制电路采用CPLD技术,利用Altera公司的可编程逻辑器件EPM7128S完成对数据存储电路、AD采集电路、PCI 桥电路的控制,对时钟电路的配置,以及各种触发控制。
时钟电路产生的采样脉冲的频率范围是25MHz~400MHz,步长为1MHz,采用SYNERGY公司的频率合成器SY89429V来完成。
第一步:模拟信号经过信号调理电路后送入ADC,ADC在逻辑控制电路和时钟控制电路的作用下,完成A/D转换,并将转换结果送入数据存储电路。
第二步:PCI桥电路在主机的控制下,将数据存储电路中的数据传输到微机内存中,以供应用程序进行后续的信号处理。
软件设计PCI数据传输卡的另一关键问题即驱动程序的开发。
设备驱动程序提供连接到PCI板卡的软件接口,在Windows 9x和Windows NT中,设备驱动程序必须根据Windows驱动程序模型(WDM)设计。
设备驱动程序的关键是如何完成硬件操作,基本功能是完成设备的初始化、对端口的读写操作、中断的设置和响应及中断的调用、以及对内存的直接读写。
该系统选用Windriver来编写设备驱动程序,Windriver是美国KRF-Tech 公司出品的用于编写驱动程序的另一种工具包。
它以通用设备驱动程序Windrvr.vxd和Windrvr.sys为核心,包含一个类似QuickVxD的代码生成器Windriver Wizard,一个Windriver发行包,两个公用程序pci_scan.exe和pci_dump.exe。
用它编写的程序主要针对ISA/PCI设备,可同时工作在Windows 9x/NT两种操作系统,其中Windrvr.vxd用于Windows 9x操作系统,Windrvr.sys 用于Windows NT操作系统,因此,它是设计PCI设备驱动程序的理想工具。
Windriver 针对PLX和AMCC的专用接口芯片特别编写了API函数包,这些函数能够方便地实现中断处理、DMA传输、I/O操作、内存映射以及即插即用等功能,为系统的驱动程序的编写提供了便利。
结论PCI 9054 以其强大的功能和简单的用户接口,为PCI总线接口的开发提供了一种简洁的方法,设计者只需设计出本地总线接口控制电路,即可实现与PCI 总线的高速数据传输。
本系统经过测试,高速数据能够正确采集和传输。
在高速数据传输系统中,利用PCI总线的高速特性实时传输和存储采集数据,有效解决了数据的传输和处理的实时性,可应用于高速数据采集卡、视频处理卡、网卡等高速设备中,随着PCI总线的普及应用,基于 PCI总线的传输系统设计有十分广阔的前景。