基于PCI Express總線(xiàn)的高速數(shù)據(jù)傳輸卡設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　2.2.2 電路設(shè)計(jì)

　　從圖2可看出,采用PEX8311的接口設(shè)計(jì)在邏輯上可分為3個(gè)功能模塊：PCI Express接口部分、EEPROM部分和本地總線(xiàn)部分。

　　(1) EEPROM部分

　　PEX8311提供兩個(gè)串行EEPROM接口，在系統(tǒng)上電后讀取配置信息。SPI串行EEPROM是PCI-Express的配置EEPROM,它主要用來(lái)控制PCI Express的性能。SPI串行EEPROM可以用來(lái)預(yù)配置片上8 KB共享緩存,用1、2或3字節(jié)地址PEX8311可支持容量達(dá)到16 MB的SPI串行EEPROM。本設(shè)計(jì)中使用容量為64 KB的AT25640器件。MicroWire串行EEPROM是本地配置EEPROM，它用來(lái)控制本地總線(xiàn)行為，并分配合適的地址范圍。配置器件可直接與PEX831l相連。

　　(2) PCI Express接口部分

　　PCI Express接口部分的信號(hào)線(xiàn)可以直接與PCI Express連接器(俗稱(chēng)金手指)連接。其中，REFCLK±是一組差分時(shí)鐘，它由系統(tǒng)主板提供。兩個(gè)參考時(shí)鐘都要求保持在正常工作頻率100 MHz ±300 Hz之內(nèi)。PRSNT1/PRSNT2信號(hào)線(xiàn)用于檢查附加卡是否插入連接器。此次設(shè)計(jì)中將PRSNT1和PRSNT2相連,這樣當(dāng)接口板插入到PCI Express連接器時(shí)就能進(jìn)行存在檢測(cè)。原理圖如圖3所示。

　　(3) 本地總線(xiàn)部分

　　LOCAL端具有32位數(shù)據(jù)總線(xiàn)寬度和66 MHz時(shí)鐘頻率，PEX8311支持三種LOCAL總線(xiàn)接口模式: C模式、J模式和M模式, 可方便與多種微處理器連接。接口模式由MODE0和MODE1兩管腳確定。實(shí)際中常用的還是時(shí)序邏輯相對(duì)簡(jiǎn)單的C模式, 即非復(fù)用的地址/數(shù)據(jù)總線(xiàn)模式。PEX8311支持三種局部總線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸模式:單周期模式、四周期突發(fā)模式、連續(xù)突發(fā)模式。

　　DMA傳輸數(shù)據(jù)使傳輸任務(wù)從主控設(shè)備中解脫出來(lái)，由短且有效的傳輸描述符來(lái)承擔(dān)，讓主控設(shè)備可以有時(shí)間去處理其他事件。PEX8311有兩個(gè)DMA通道,可以同時(shí)處理兩側(cè)總線(xiàn)上要求的傳輸,免去外部設(shè)備的等待。另外,DMA傳輸可以與主模式和從模式傳輸同步操作,但后兩者比DMA傳輸優(yōu)先級(jí)高?？紤]到DMA傳輸有以上優(yōu)點(diǎn),本設(shè)計(jì)中PCI Express接口部分采用四周期突發(fā)模式DMA塊傳輸模式，LOCAL總線(xiàn)接口采用C模式。

　　2.3 FPGA邏輯控制

　　在本設(shè)計(jì)中FPGA采用了Altera公司的CycloneII系列的 EP2C20F484芯片,這款芯片具有484個(gè)IO引腳，其中可用IO引腳315個(gè),具有68 416個(gè)邏輯單元，有1.1 Mbit的RAM可利用,可變的端口RAM配置×1,×2,×4,×8,×9,×16,×18,×32和×36。對(duì)EP2C20F484芯片配置可以使用EPCS4、EPCS16。在本設(shè)計(jì)中采用EPCS4對(duì)EP2C20F484芯片配置。其配置原理圖如圖4所示。