基于PCI9054的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)

摘要：為了實(shí)現(xiàn)把軟件仿真的數(shù)據(jù)通過(guò)PCI總線(xiàn)DMA傳輸、處理后轉(zhuǎn)換成高速視頻串行數(shù)據(jù)流(LVDS數(shù)據(jù)流)，設(shè)計(jì)出了基于PCI9054的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊。通過(guò)介紹PCI總線(xiàn)接口協(xié)議芯片PCI9054的性能、特點(diǎn)，分析了windows的WDM驅(qū)動(dòng)程序的特點(diǎn)，在軟硬件設(shè)計(jì)中采用把數(shù)據(jù)緩存器設(shè)置為兩組SRAM的結(jié)構(gòu)，兩組SRAM交替進(jìn)行數(shù)據(jù)存取的方式，有效克服了數(shù)據(jù)流不連續(xù)的現(xiàn)象，解決了形成不間斷數(shù)據(jù)流和兩次DMA傳輸之間的數(shù)據(jù)間斷問(wèn)題。應(yīng)用結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)可滿(mǎn)足數(shù)字視頻帶寬20 MHz以?xún)?nèi)的LVDS數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)換與傳輸。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；PCI9054；DMA數(shù)據(jù)傳輸；LVDS數(shù)據(jù)流；寄存器

外圍部件互連總線(xiàn)PCI(Peripheral Component Interconnect)總線(xiàn)，是一種先進(jìn)的高性能32／64位地址數(shù)據(jù)復(fù)用局部總線(xiàn)，可同時(shí)支持多組外圍設(shè)備，并且不受制于處理器，為中央處理器與高速外圍設(shè)備提供了一座溝通的橋梁，提高了數(shù)據(jù)吞吐量(32位時(shí)最大可達(dá)132 MB／s)，是現(xiàn)在PC領(lǐng)域中流行的總線(xiàn)。PCI總線(xiàn)具有嚴(yán)格的總線(xiàn)規(guī)范，這就保證了它具有良好的兼容性，符合PCI總線(xiàn)規(guī)范的擴(kuò)展卡可以插入任何PCI系統(tǒng)可靠地工作。

1 PLX-PCI9054的結(jié)構(gòu)和性能
PCI9054是PLX公司生產(chǎn)的PCI總線(xiàn)通用接口芯片，采用先進(jìn)的PLX數(shù)據(jù)管道結(jié)構(gòu)技術(shù)，符合PCIV2．1和V2．2規(guī)范。提供2個(gè)獨(dú)立的可編程DMA控制器，每個(gè)通道均支持塊和分散／集中的DMA方式，在PCI總線(xiàn)端支持32位／33 MHz，本地端可以編程實(shí)現(xiàn)8、16、32位的數(shù)據(jù)寬度，傳輸速率最高可達(dá)132 MB／s，本地總線(xiàn)端時(shí)鐘最高可達(dá)50 MHz支持復(fù)用／非復(fù)用的32位地址數(shù)據(jù)。
PCI9054提供了PCI、EEPROM、LOCAL總線(xiàn)3個(gè)接口。PCI9054作為一種橋接芯片在PCI總線(xiàn)和LOCAL總線(xiàn)之間提供傳遞消息，既可以作為兩個(gè)總線(xiàn)的主控設(shè)備去控制總線(xiàn)，也可以作為兩個(gè)總線(xiàn)的目標(biāo)設(shè)備去響應(yīng)總線(xiàn)。PCI9054有6個(gè)零等待可編程FIFO存儲(chǔ)器，它們分別完成PCI發(fā)起讀、寫(xiě)操作，PCI目標(biāo)讀、寫(xiě)操作和DMA讀、寫(xiě)操作。由于FIFO存儲(chǔ)器的存在，數(shù)據(jù)可以大量突發(fā)傳輸而不丟失。這樣不僅滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求，同時(shí)可根據(jù)用戶(hù)的需要采用與PCI時(shí)鐘異步的本地頻率。串行EEPROM是用來(lái)在開(kāi)機(jī)時(shí)初始化配置內(nèi)部寄存器的。內(nèi)部寄存器(ItnternalRegis-ters)標(biāo)識(shí)地址映射關(guān)系以及PCI端和本地端工作狀態(tài)，包括PCI配置寄存器組、Local配置寄存器組、Runtime寄存器組、DMA寄存器組、I2O消息寄存器組。FIFO和內(nèi)部寄存器在計(jì)算機(jī)主機(jī)或者本地端都是統(tǒng)一編址的，用戶(hù)可以從兩端通過(guò)編程訪(fǎng)問(wèn)它們的每一個(gè)字節(jié)。

2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊主要是為了把軟件仿真的數(shù)據(jù)通過(guò)PCI總線(xiàn)DMA傳輸，經(jīng)緩存、解碼、編碼、驅(qū)動(dòng)等處理轉(zhuǎn)換成高速串行數(shù)據(jù)流(LNDS數(shù)據(jù)流)。本設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的硬件組成包括：PCI接口芯片PCI9054、FIGA、EEPROM和SRAM。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)原理框圖如圖1所示。