基于PCI遥测解调及遥控注入测试卡设计与实现

并实现软件接口逻辑设计；由PCI接口芯片实现测试卡同计算机上PCI总线的连接；由分离器件实现测试接口信号的输入输出。测试卡的硬件原理框图如图２所示。

在图２中，PCI协议接口电路主要是使用PCI总线接口芯片９０５２来提供高性能的PCI总线接口，其使用需要对它的PCI配置寄存器和本地配置寄存器进行设置。在PCI接口配置电路中，采用９３ＣＳ４６Ｎ93CS46N串行ＥＥＲＯＭ芯片对９０５２芯片PCI配置寄存器和本地配置寄存器进行设置。

测试接口信号逻辑电路围绕FPGA芯片ＡＣＥＫ１Ｋ３０ＱＣ２０８进行设计。该芯片能够完成测试卡需要的五类测试信号的逻辑设计，还能实现可供使用人员配置的测试卡软件接口，以及和PCI总线接口进行信号传输的逻辑。ＡＣＥＫ１Ｋ３０ＱＣ２０８ACEK1K30QC208芯片是Ｓｒａｍ型的FPGA芯片，还需要专门的逻辑存储电路来保存上述逻辑信息。逻辑存储电路使用静态存储器芯片ＥＰＣ１ＰＣ８EPC1PC8芯片，系统上电时，FPGA从存储器中自动加载逻辑。

 测试信号输入输出电路完成测试卡与被测设备的信息交换。对于测试卡提供的五类测试信息，遥控指令和触电信号需要模拟器件和电子开关进行转换，而其它信号则可以通过连接器直接输入输出。

工作状态显示电路提供测试卡的工作状态，如测试卡是否加电成功、是否逻辑下载成功、是否在进行遥控指令注入、是否在进行遥测数据接收等。工作状态显示电路的逻辑也来自于测试接口信号逻辑电路。 ３．３ PCI局部总线和测试卡本地总线的连接。

本设计采用了ＰＬＸ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ公司的PCI总线协议接口芯片９０５２来实现PCI 总线和本地总线之间的连接。PCI总线协议接口芯片９０５２为各类适配卡提供高性能的PCI总线接口，可以将PCI总线同各种传输速率低于１３２Ｍｂ／ｓ的本地总线进行连接。采用PCI总线协议接口芯片９０５２来实现PCI总线和本地总线之间的连接，如图３所示。

由于９０５２是专门的PCI协议芯片，所以它的PCI端可以直接通过插卡上的引线和PCI插槽连接。二者连接时不用做任何变换，将二者的复用数据线和地址线直接连通，将９０５２的PCI端的控制线与PCI插槽上的作为从设备的控制线直接连通即可。

９０５２芯片本地端接口和FPGA芯片的连接也就是PCI总线接口和测试卡本地总线的连接，是本接口卡设计的一个关键。在FPGA芯片的逻辑设计中，根据测试卡对主机系统资源的需求，提供了一个测试卡本地总线接口。本地总线接口包括４Ｋ字节的存储器和１６字节的寄存器，所以将要使用９０５２芯片的两个地址空间分别设置为４Ｋ字节和１６字节，将存储器和寄存器空间分开。在地址线和数据线的设计上，采用地址线和数据线非复用模式，本地的地址线和数据线分别与９０５２本地端的地址线和数据线连接。在控制线的设计上，根据二者的读写时序，将９０５２芯片设置为直接读写的方式，用９０５２芯片的读信号和写信号直接驱动本地总线的读写信号。另外还要使用９０５２芯片提供的一个片选信号，来选择不同的１６个字节的寄存器地址空间。９０５２9052本地端和ＢＵ－６１５８０要采用同一个时钟信号，以保证二者读写时序的同步。

３．４ 测试卡软件接口的设计

测试用户需要对测试卡进行软件设置，来实现遥控注入数据、遥测和遥控帧长、遥控数据发送等。这些软件接口是通过FPGA芯片进行逻辑设计来提供的。测试卡加电后，这些软件接口就存在于测试卡上，通过软件编程可以控制软件接口，来实现测试卡的测试工作。测试卡实现的软件接口如表２所示。

４ 测试卡与其配套软件的数据流和控制流

遥测解调及遥控注入测试卡要和其配套的软件接口卡驱动程序(ＶｘＤ)及用户菜单应用软件共同使用。遥测解调及遥控注入测试卡作为硬件ＢＩＵ同被测测控系统连接，负责接收与发送各类测试数据，并且可以由主机来配置测试卡上的寄存器。驱动程序则作为遥测解调及遥控注入测试卡和用户菜单软件的接口程序，负责接收菜单软件的命令，并依据此命令来操作硬件，或者向菜单软件报告总线适配器的工作情况(如通知中断已经产生以及告知中断原因)，包括安装信息文件(ＩＮＦ)、虚拟设备驱动程序(ＶｘＤ)、接口函数文件(ＤＬＬ)三个组成部分。菜单软件作为用户界面程序接收用户的输入，并以可视的方式将结果数据反馈。遥测解调及遥控注入测试卡与处理器之间所构成系统的数据流和控制流如图４所示。

 
 
参考文献:
 
[1]. PCI datasheet http://www.dzsc.com/datasheet/PCI_1201469.html.
 [2]. EPC1PC8 datasheet http://www.dzsc.com/datasheet/EPC1PC8_1054146.html.