采用PCI9052的ATM数据采集卡的接口电路设计

PCI Interface Circuit Base On ATM Data-Sampling Card

摘要：本文首先对PCI总线接口技术进行讨论，然后介绍了PCI总线接口控制芯片PCI9052的工作原理，结合其在ATM数据采集卡中的应用，着重分析了PCI9052总线接口电路设计中的配置空间和PCB设计,并对PCI驱动程序进行介绍，最后经过验证，该结构的PCI接口符合ATM数据采集卡的数据传输要求。

关键词：总线；中断；传输

ABSTRACT：The paper discuss the technology of PCI（Peripheral Component Interconnect） interface firstly, then introduce the principle of PCI bus interface control chip PCI9052, combine it’s applications in ATM Data-Sampling CARD，mainly analyze the configuration register and PCB layout in development of PCI bus interface , and then recommend the drivers.，at last,this interface accord with the transmission of ATM Data-Sampling CARD under test.

Key words： PCI BUS ；Interrupt ；Transmission

1. 引言

随着CPU 的发展，原有的工业总线标准ISA/EISA总线早已跟不上时代的步伐，PCI总线作为一种先进的高性能32/64位局部总线，可以同时支持多组外围设备并且不受制于处理器和时钟频率，并能完全兼容现有的ISA/EISA/MAC等扩展总线，非常适合于显示卡、网卡、多串口卡等高速外设，已经取代了原来ISA总线的主导地位，成为微型计算机系统的主流总线。

2. PCI总线概述

PCI总线不依附于某个具体的处理器，除了适用intel公司的芯片外，还适用于其他型号的处理器芯片，并能实现P&P,既在系统加电时，BIOS可以自动检测机器配置，而给各个外围设备分配中断请求信号和存储器的缓冲区等。PCI接口设备开发的有两种方法，一种方法是采用可编程逻辑芯片，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。另一种常用的方法是使用专用接口芯片，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，我们只要设计转换后的总线接口即可。PCI9052是常用的总线接口芯片。本文详细叙述采用PCI9052.进行接口电路设计，主要的创新点在于PCI9052寄存器的配置空间及PCB布线中高速信号线的处理。

3. PCI9052的工作原理

PCI9052是PLX公司为扩展适配板卡推出的一种混合的高性能PCI总线目标（从）模式接口芯片。该芯片可与多种局部总线互连，支持PCI总线上的突发传输速率达到132Mb/s， PCI9052作为目标接口芯片，只能作为从设备，但其功能独具特色。

3.1 初始化和复位
在上电过程中，PCI9052的内部寄存器有PCI BUS的RST#信号复位，并给以响应信号RETRY，在LOCAL BUS上输出LRESET#信号，还要检查串行EEPROM是否存在，如果安装了EEPROM并且它的前16位不为FFFFH，则PCI9052用EEPROM中的值来配置片内的寄存器，否则使用缺省值。PCI总线上主控设备还可通过软件的途径（在NCTRL寄存器中设置相应的位）对PCI9052复位，并给出LRESET#信号。采用这种复位以后，主设备只能访问PCI9052的配置寄存器，而不能访问LOCAL BUS，直到由主设备将软件复位的位清除为止。

3.2 片内寄存器访问

为了接口设计的最大灵活性，PCI9052提供了两种类型的片内寄存器，它们分别是PCI配置寄存器和局部配置寄存器，二者都可以PCI总线和串行EEPROM访问，也可以通过设置寄存器CNTRL[13]~CNTRL[12]禁止对串行EEPROM的访问。

3.3 直接数据传输模式

PCI9052支持PCI主设备直接访问LOCAL BUS上的设备，数据的传输方式分为内存映射的突发传输和I/O映射的单次传输，并由PCI基地址寄存器设置其在PCI内存和I/O空间的合适位置，局部映射寄存器还允许PCI地址空间转换到局部地址空间。

3.4 PCI中断的产生

PCI规范定义了四个中断信号，以INTA#为例，要产生PCI中断INTA#，首先要将寄存器INTCST的第6位（PCI中断使能位）设置为1；如果需要以软件方式产生中断，则只需将INTCST的第7位（软件中断位）设置为1即可。

4.利用PCI9052进行总线接口设计

图1 ATM数据采集卡结构图

ATM（异步传输模式）不仅适用于高速信息传送和对服务质量（QOS）的支持，还具备了综合多种业务的能力，以及动态带宽分配与连接管理能力和对已有技术的兼容性，ATM系统具有光明的前景。作者所在研究所开发设计的ATM数据采集卡采用PCI9052作为接口芯片，选择支持5V32位的长卡，EEPROM选择93AA46，9052选择非复用模式，上图为其结构图。

ATM数据采集卡通过光口接收光纤传输的STM-1信元，