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单片机总线接口芯片及其ISA模式应用

来源:未知 编辑:admin 时间:2019-05-28

  PCI(Peripheral Component Interconnect)。PCI总线与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;它具有严格的规范,只要符合PCI规范的扩展卡插入任何PCI系统就能可靠地工作。但由于PCI总线协议的复杂性,其

  目前,开发PCI接口设备有两种方法:一种方法是采用可编程逻辑芯片,它的最大好处是比较灵活,用户可以根据自己的需要开发出适合于特定功能的芯片,而不必实现PCI的全部功能。现在有许多生产可编程逻辑器件的厂商,如Xilinx的LogiCore和Altera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。另一种常用的方法是使用专用接口器件,通过专

  用芯片可以实现完整的PCI主控模块和目标模块的功能,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。

  专用接口芯片具有较低的成本和通用性,能够有效降低接口设计的难度,缩短开发时间。现有的PCI接口芯片主要有AMCC公司的AMCCS59xx系列和PLX公司的PCI90xx系列。在PLX系列产品中,PCI9052是一款常用的PCI总线目标接口芯片,该芯片最大的特色是带有一个ISA接口,通过它可以实现ISA总线到PCI总线的无缝连接,这为目前仍存在的ISA插件移植到PCI提供了极大的方便。

  利用PCI9052的ISA模式进行PCI的开发可以简化设备开发过程,但难度还是较大。设计者不仅要理解掌握手册中的要点,还要学习硬件设计和软件设计的方法和过程。为了让大家能够系统地了解利用PCI9052的ISA模式进行PCI板卡开发的过程和方法,本文从硬件设计、配置寄存器的编写、板卡调试和驱动程序的编写等方面介绍了PCI9052的开发过程。

  PCI9052是PLX公司继PCI9050之后推出的低成本PCI总线接口芯片,它符合PCI2.1规范,可作为PCI总线目标设备实现基本的传送要求;它有5个局部地址空间和4个局部设备片选信号,局部总线与PCI总线时钟相互独立运行。通过配置EEPROM的内容可以将PCI9052设定为ISA接口模式,通过8位或16位内存或I/O映射可直接使PCI总线与ISA总线相连,从而将ISA总线快速地转换到PCI总线上。

  在我们的数控测井系统中,原来的通信控制模块是基于ISA总线F,总线位,可以实现输入输出,有中断功能。现在,我们利用PCI9052芯片的ISA模式对原来的板卡进行升级改造,使原来的板卡在做少量改动的情况下可以插在PCI总线引脚介绍及连接

  在不同的模式下,PCI9052的部分引脚有不同的定义和功能。工作在ISA模式下,其主要引脚如图1所示。

  PCI9052硬件连接正确与否直接关系到芯片能否正常工作,某些引脚处理不当往往会引起芯片工作不正常或死机。在图1中,9052左上方的信号和PCI信号相连,左下方信号和串行EEPROM相连,右边的信号和局部总线信号相连,也就是和ISA总线信号相连。

  PCI端主要信号完全符合PCI规范要求,直接和PCI总线上对应的引脚相连即可。 ISA端连接如下:在我们的板卡中由于只涉及到I/O,且为16位宽的数据,因此,MEMWR#、MEMRD#、SBHE#和BALE信号可以不用。

  LAD〔15:0〕是16位的数据总线〕共同组成ISA的地址总线位的数据总线〕,它们一起进行地址译码。而对于16位的数据线,每次读写两个字节,这时ISAA〔0〕不用,ISAA〔1〕和LA〔23:2〕一起进行地址译码。需要注意的是,并不是所有的地址线都要进行地址译码,这里要根据板卡上实际I/O口空间的大小选择译码地址线的数目。对于我们的板卡,LA〔3:2〕和ISAA〔1〕地址译码是必需的(ISAA〔1〕为低位),当然,所有的地址线都参加地址译码也是可以的。

  IOWR#和IOWD#是局部端口读写信号。LCLK是ISA端时钟信号,按芯片要求外接8MHz的时钟。LRESET#是9052芯片上电时PCI端复位后所发出的对ISA端进行复位的信号。在ISA模式下,该信号输出高有效。

  用到LINTi1信号,由于9052内部没有对这两个信号进行上拉或下拉处理,因此,在外部将LINTi2上拉或下拉到一个确定的状态。

  NOWS#是无等待标志信号,此引脚上拉或接地可以减少等待的时钟数。LRDY#是局部准备就绪信号,如果局部芯片没有提供该信号,一般对它进行下拉或接地处理。CHRDY是局部通道准备好信号,一般要进行上拉处理。LHOLD是局部总线请求信号,应该进行下拉或接地处理。MODE是模式选择信号,由于我们使用的是ISA非复用模式,因此该引脚接地。

  在设计电路板时,要严格遵循PCI规范。电源和地线要尽可能宽且电源滤波要良好,在芯片的每个电源引脚最好接0.1F的滤波电容。由于PCI时钟信号的一半要靠反射波来提升,因此,时钟信号CLK走线两者必须有一个接地,主板就是靠这两个信号来判断这个插槽上是否有卡的。用作上拉或下拉的电阻一般取值2.2 k欧姆即可。一般来说,PCI板卡推荐做4层板,其实只要布线合理做两层板也是可以的。

  串行EEPROM端信号有以下几种:时钟信号(EECK)、读数据信号(EEDO)、写数据信号(EEDI)和片选信号(EESC),分别和EEPROM相应管脚相连即可。

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