应用PCI 9656的数据接收卡设计

技术分类: 工业电子  | 2008-05-08
来源:无忧电子开发网

  数据传输是数字信号处理过程中的重要一环,其效率影响整个数据处理系统的性能。数据传输往往采用行业中标准化的总线技术,使数字系统的设计可靠、方便、易于升级。PCI作为一种成熟的总线标准,应用于许多系统的数据传输过程。针对工业环境建立的CompactPCI标准结合了PCI的电气特性与优良的机械特性,在工业领域的应用更为广泛。在设计基于PCI或CompactPCI总线的数字设备时,采用各公司提供的通用PCI I/O芯片或IP核,可简化复杂的PCI接口设计,加快产品的研发和升级。PCI 9656是PLX公司为高速PCI(CompactPCI)总线应用而设计的通用I/O芯片,适用于66MHz、64bit的PCI(CompactPCI)总线,提供了528MB/s(PCI总线)和264MB/s(局部总线)的突发传输速度,能够满足大多高速数字系统的性能要求。

  1 PCI 9656功能简述

  PCI 9656支持66MHz、64bit的PCI R2.2规范,提供了兼容PICMG 2.1 R2.0规范的CompactPCI Hot Swap接口,其局部总线达到66MHz、32bit(支持0~66MHz、8/16bit),可为PCI(CompactPCI)适配器及嵌入式系统设计提供高性能的总线接口。PCI 9656的配置寄存器与PCI 9054、PCI9056兼容,也方便了原有设计的移植。

  PCI 9656具有6条独立的数据通道,用于Direct Master、Direct Slave以及DMA功能模式下的数据传输,其深FIFO设计有效提升了总线的突发传输性能。

  1 Direct Master模式。用于局部总线到PCI(CompactPCI)的数据传输,16 QWords(128byte)和32 QWords(256byte)的FIFO各应用于数据的读、写通道。

  2 Direct Slave模式。用于PCI(CompactPCI)到局部总线的数据传输,16 QWords(128byte)和32 QWords(256byte)的FIFO各应用于数据的读、写通道。

  3 DMA模式。PCI 9656提供了两条DMA通道(Channel 0、Channel 1),使用了两独立的32 QWords(256byte)双向FIFO。两条DMA通道可同时传输数据,通过PCI 9656的MARBR寄存器可配置其优先级关系。PCI 9656的DMA方式有常规的块模式(Block mode)和集散模式(Scatter/Gather mode),而且支持以DREQ#、DASK#信号请求、应答的命令模式(Demand mode),可应用于通信领域中的实时数据传输。

  在局部总线端,PCI 9656简化了数据的传输控制逻辑,与ISA总线类似,方便了传输控制的设计实现。PCI 9656的局部总线有三种应用模式,可以适用不同的嵌入式处理器。

  1 M模式。支持Motorola 32bit的处理器,提供了可与MPC850、MPC860 PowerQCICC 直接相连的接口。

  2 C模式。适合大多数处理器的通用模式,在设计中多采用此模式。

  3 J模式。与C模式类似,但其地址线与数据线复用。

  2 数据接收卡设计

  PCI 9656片内资源丰富,功能多样,采用PCI 9656为接口芯片,可方便地进行PCI(Compact)适配器的设计。而在PCI 9656的局部总线端,往往不需要实现其全部逻辑功能,可依据需要选取配置,更进一步简化设计。

  图1是应用PCI 9656的CompactPCI数据记录卡的设计框图,此数据接收卡应用于一款合成孔径雷达的数据记录器中,数据源为34bit的差分信号,32bit数据,1bit采样时钟,1bit数据有效标志位。图1中:时钟驱动ICS553向PCI 9656、逻辑控制模块和FIFO提供同步时钟信号;初始化配置芯片采用Microchip 93LC56B,PCI 9000系列提供3线的E2PROM串行接口,可在系统上电时初始化内部配置寄存器;差分到单端信号的转换经由Ti公司的LVDT386和390完成;FIFO采用了IDT公司所设计的高速、低功耗的72T36135M,数据容量为512K×36bit,使用易于级联的First Word Follow Through工作模式;逻辑控制部分采用Altera的MAXII EPM1270,实现FIFO到PCI 9656局部总线间的数据传输控制。

数据记录卡的设计框图

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