基于PCI总线的数据转换模块的设计与应用

总线上读数据有效或写数据完成，用以连接PCI9054等待状态产生器，输入信号）。

2.1.3 PCI9054与EEPROM接口

PCI9054在加电启动时，需要从外部EEPROM读取初始化数据来配置PCI9054的内部寄存器，而且依赖于硬件板卡的硬件资源要求，以及选择正确的PCI9054工作模式。PCI9054提供4个管脚与串行EEPROM相连接，它们分别是EEDI、EEDO、EESK和EECS。本文选择的串行EEPROM是93L-C56，因此对应于93LC56的DI、DO、SK、CS这4个管脚。

在计算机加电自检期间，PCI总线的RST#信号复位。PCI9054内部寄存器的默认值作为回应。PCI9054出本地LRESET#信号并检测串行EEP-ROM，若串行EEPROM中的前33个bit不全为1，那么PCI9054确定串行EEPROM非空，用户可通过向9054的寄存器CNTRL的29位写1来加载EEPROM的内容到PCI9054的内部寄存器。配置的信息可在P1xSdk中的PLXMON下对EEPROM进行配置。

EEPROM配置信息主要包括以下两部分：1）PCI配置寄存器，填写生产商ID号、器件ID号、类码子系统ID号和子系统生产商ID号。对于PCI-9054，其生厂商ID号为1OB5，器件ID号为9054，子系统号为9054，子系统ID号为10B5，类码号为0680，表示其为桥设备中的其他桥设备类。 2）本地配置寄存器的配置，即对本地地址空间及其本地总线属性的配置。这些配置要根据实际开发的硬件板卡的硬件资源进行配置。设备人员配置寄存器的任务就是要把某一段本地地址映射为PCI地址，也就是当主机CPU要访问本地地址空间时，要知道其对应的PCI总线地址。

2.2 数据缓存器设计

数据缓存器由两组SRAM组成，在模拟数据时，主机从磁盘阵列上读取要模拟的数据，通过PCI总线的DMA传输给FPGA，首先存到SRAM-A里，SRAM-A存储满时，开始以一定的速率读SRAM-A里的数据，并串转换成串行数据，用LVDS信号形式发送，在读的同时主机启动第二次DMA传输数据给FPGA，再存到SRAM-B，SRAM-A读完、SRAM-B写满就开始以一定的速率读SRAM-B的数据，并串转换成串行数据，用LVDS信号形式发送，这样轮番交替形成“乒乓机制”，有效克服了数据流不连续的现象，解决了形成不间断数据流和两次DMA传输之间的数据间断问题。

3 工作流程

在设计中，PCI端的数据传输主要是利用PCI9054的BLOCK DMA模式。PCI9054集成了2个相互独立的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Loeal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DMA数据传输，一旦传输完成，PCI9054设定DMA“传输结束位”结束DMA。如果启动中断允许位，在传输结束时PCI9054将向主机（PCI主机或LOCAL主机）产生中断。在DMA传输中，PCI9054既是PCI总线的主控器又是Loeal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载人第1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Desc-riptor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。具体工作流程如图3所示。

图3 数据转换流程图

通过设置其DMA控制器内部的寄存器即可实现两总线之间的数据传输。PCI9054的DMA传输过程可由以下几个步骤实现：

1）设置方式寄存器：设置DMA通道的传输方式，寄存器DMAMODE0或者DMAMODE1；

2）设置PCI地址寄存器：设置PCI总线侧的地址空间起始地址；

3）设置LOCAL地址寄存器：设置LOCAL总线侧的地址空间起始地址；

4）设置传输计数寄存器：以字节位单位设置每次DMA数据传输量；

5）设置描述寄存器：设置DMA传输的方向，0表示数据从PCI总线到Local总线，1表示数据从Local总线到PCI总线；

6）设置命令／状态寄存器：启动或停止DMA操作。

当应用程序启动开始模拟后，驱动程序收到应用程序开始模拟的命令后，同时填写PCI9054的门铃寄存器（PCI端偏移地址：60H）产生LO-CAL端的中断通知硬件接收DMA的数据，FPGA收到中断后，清除中断，同时判断收到开始模拟的命令。硬件准备好以后发中断告诉主机已经准备好，同时填写PCI9054的门铃寄存器（PCI端偏移地址：64H）产生PCI端的中断通知硬件已经准备好，主机收到中断后，清除中断，填写启动DMA开始寄存器，把计算机内存空间的数据通过PCI总