PCI总线接口芯片PCI9054及其应用

一、 引言 PCI 总线是英特尔公司推出的一种高性能局部总线，其数据总线为32 位，且可扩展成64 位，最大数据传输速率为128- 256MB/ s，远远大于ISA总线5Mbyte/s的速度，是目前使用广泛的一种总线，可以支持突发传送。PCI总线与CPU无关，与时钟频率也无关，因此它可以应用于各种平台，支持多处理器和并发工作。

PCI总线协议比较复杂，用户可以根据具体实际需求选择相应的开发方式，一般，PCI总线开发采用两种方式， 一是采用CPLD来设计控制接口。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。由于PCI总线协议复杂，设计PCI控制接口难度较大，对于产品不大又有时限的工程项目来说，成本巨大，不划算。 二是采用通用PCI接口芯片，例如南京沁恒公司的CH365，AMCC 公司的AMCC S5920、AMCC S5933，PLX 公司的PLX9054、PLX9080 等，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，它能实现PCI规范所要求的所有硬件接口信号和配置空间寄存器，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， 并能获得较好的数据传输性能。下面将主要介绍PLX公司的PCI9054接口芯片。

二、 概述 PCI9054是由美国PLX公司生产的先进的PCI I/O加速器，采用了先进的PLX数据流水线结构技术，是32位、33MHz的PCI总线主I/O加速器；符合PCI本地总线规范2.2版，突发传输速率达到132MB/s，本地总线支持复用/非复用的32位地址/数据；有M、C、J三种模式；针对不同的处理器及局总线特性可选，尽量减少中间逻辑；具有可选的串行E2PROM接口，本地总线时钟可和PCI时钟异步。PC9054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；支持主模式、从模式、DMA传输方式，因其强大的功能可应用于适配卡和嵌入式系统中。PCI 9054是一种性比高的PCI桥路芯片，比PCI9080、PCI9050等性能更优越。

PCI9054内部图

PCI 9054其内部框图如图所示。它采用了先进的PLX数据管道结构技术，是32Bit、33MHz的PCI总线主I/O加速器。 PCI9054主要特性如下： PCI总线接口 PCI总线状态机 FIFO本地总线状态机 本地总线接口 内部寄存器 串行EEPROM初始值 控 制 逻 辑 9054内部图本地总线 PCI总线 ·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DM方式，DMA通道0支持请求DMA方式。 ·在PCI启动模式下，PCI 9054可插入类型1和类型2的配置周期。 ·PCI和Local Bus数据传送速率高达132MB/S。 ·支持本地总线直接接口Motorola MPC850或MPC860系列、Intel i960系列、IBMPPC401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32bit地址/数据；本地总线有三种模式；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。 ·具有8个32bit Mailbox寄存器和2个32位Doorbell寄存器。

三、 功能描述

1、PCI9054的物理总线接口

PCI9054提供了三种物理总线接口：PCI总线接口，LOCAL总线接口，及串行EPROM接口。LOCAL总线的数据宽度为32位，时钟频率可达到50MHZ， 并且支持数据预取功能。 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。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的LOCAL总线与PCI总线之间数据传输有三种方式：主模式(Direct Master)，从模式(Direct Slave)，DMA方式。其内部具有两个DMA数据通道，双向数据通路上各有6个FIFO进行数据缓冲，可同时进行高速的数据接收和发送。8个32位Maibox寄存器可为双向数据通路提供消息传送。PCI9054还提供了一个串行EEPROM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