高速PCI总线接口卡的开发

高速PCI总线接口卡的开发

1 PCI总线接口卡的开发

1.1 接口芯片介绍

PCI总线接口电路又分为主控设备和目标设备。主控设备可以控制总线，驱动地址、数据和控制信号；目标设备不能启动总线操作，只能依赖于主控设备从其中读取数据或向其传送数据。主控设备芯片价格比较高，目标设备芯片价格则比较便宜，而且目标设备芯片比较简单、易于操作。

目前两大PCI专用接口芯片生产商是AMCC公司和PLX公司。AMCC公司的PCI接口芯片有S5920、S5933、S5935等。S5920是目标设备芯片；S5933既可以设置为主控设备芯片，又可以设置为目标设备芯片；S5935是S5933的改进版，同样既可以设置为主控设备芯片，也可以设置为目标设备芯片。PLX公司在PCI接口芯片的设置生产中首屈一指，其目标设备芯片产品主要有PCI9030、PCI9052和PCI9050，PCI9050和PCI9052可以运用于ISA卡转接PCI的设计中，PCI9030是专门为嵌入式系统设计的；主控设备芯片产品主要有PCI9054、PCI9080和PCI9060，PCI9060是最早的32位主控设备芯片，PCI9080是PCI9060的后继产品，而PCI9054则是一种性价比很高的芯片，其性能比PCI9080、PCI9052更优越。

由于主控设备芯片比较复杂，而且价格昂贵，所以对处理速度和传输速度要求不是特别高的场合应尽量选用目标设备芯片。本设计中选用PLX公司的PCI9052目标设备芯片来设计PCI接口电路。

1.2 PCI9052介绍

PCI9052是PLX公司继PCI9050之后推出的低成本、低功耗、32位PCI总线接口芯片，利用它可以使局部总线快速转换到PCI总线上。

1.3 硬件设计

(3)PCI总线信号PRSNT1#的PRSNT2#中必须有一个接地。如果都不接地，系统找不到开发板。它们接地有两个用途，其一，用来表明槽位上实际存在一块板；其二，提供该板对电源要求的有关信息。表1给出了PRSNT#引脚的设备情况。表1 PRSNT#引脚的设置情况

(4)对于不实现JTAG边界扫描的板子，必须把引脚TDI和TDO连接起来，以使扫描链不至于断开。

(7)为防止干扰，局部总线时钟也应对地屏蔽。

1.5 程序调试

本设计中FPGA的编程只涉及到信号逻辑转换，所以只需选用语言描述类设计软件，这里选用DATA I/O公司的ABEL语言描述设计软件。程序调试结束后用编程器写入FPGA芯片即可。

1.5.2 DSP程序开发

2 PCI总线接口卡的软件驱动开发

PCI卡的硬件调试需要结合软件程序的调试来完成。PCI卡的驱动程序开发有多种途径，驱动开发工具也有多种选择。

2.1 驱动开发工具的选取

(1)DDK(Driver Device Kit)

(2)DS(Driver Studio)

·Drivergent为Win32应用程序提供了访问硬件的接口。

·VtoolsD支持Windows95和Windows98的驱动程序开发（VxD）。VtoolsD包括代码生成器、实时接口库和可以作为开发一类驱动程序的例子程序。

(3) WinDriver

利用WinDriver开发驱动程序不需要熟悉操作系统的内核，整个驱动程序中的所有函数都是工作在用户态下的，通过与WinDriver的.Vxd或者.Sys文件交互可达到驱动硬件的目的。由于是一个用户态程序，效率的高低也就成了人们选择WinDriver时关心的问题。大量实践数据表明，WinDriver并没有通过牺牲系统性能来换取驱动程序的快速开发。本设计中选用WinDriver来开发驱动程序。

2.2 WinDriver开发驱动程序

在WinDriver的体系结构中，WinDriver Kernet处于中心位置，它提供的用户态库函数（API）实际就是对WinDriver Kernel中实现的功能进行调用。几乎所有用户同硬件的交互都是通过WinDriverKernel来实现的，这样就极大地解放了开发人员。用户的主要任务就是利用WinDriver提供的用户动态函数库（API函数库）在用户态实现自己的驱动程序代码，完成硬件驱动的功能。

基于WinDriver的设备驱动程序主要分为驱动程序和应用程序两部分。利用DriverWizard生成.inf驱动程序，安装该驱动程序后，系统就根据EEPROM中的配置信息给板卡分配资源，接下来就可以进行应用程序的开发了。利用DriverWizard生成应用程序框架后，用户把生成的框架整理到自己的程序中，再添加实际应用中需要的功能就完成了软件的开发。

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