一種基于EP2SGX系列FPGA的PCI接口設計

　　4 工具軟件在PCI總線調(diào)試中的使用

　　在板卡的調(diào)試過程中使用了WinDriver軟件，該軟件是美國Jungo公司出品用于編寫驅(qū)動程序的一種工具，是主要針對PCI、ISA、USB的一種開發(fā)工具。該軟件對于調(diào)試PCI板卡很方便。用戶不需要復雜的編程就能控制PCI沒備進行讀寫操作，從而在硬件剛設計調(diào)試時，就能測試板卡性能的好壞，可測試的功能具體包括VenderID、Device ID的識別、基地址的分配、中斷的分配、I／O端口的讀寫測試等。

　　另外，在調(diào)試過程中還利用了Quartus軟件自帶的SignalTap嵌入式邏輯分析儀軟件。該工具軟件只需要通過編程電纜將JTAG口與調(diào)試計算機連接后，便可在線采集各種信號波形，驗證邏輯設計是否正確。

　　5 PCI接口板卡設計體會

　　設計的CPCI板卡經(jīng)過多次試驗和測試，驗證了配置空間訪問、I／O空間訪問、外部中斷等功能均正確。目前已經(jīng)成功應用于產(chǎn)品中，下面簡要介紹設計開發(fā)過程中的一些體會。

　　(1)PCI接口在板卡設計中需注意的問題

　　①板卡上的一些信號都必須在靠近連接器J1的地方串行放置阻值為10 Ω的終端電阻。必須端接電阻的信號有：AD[31：0]、C／BE[3：0]、PAR、FRAME#、IRDY#、TRDY#、STOP#、LOCK#、IDSEL#、DEVSEL#、PERR#、SERR#、RST#、INTA#。電阻應放置在距PCI信號連接器引腳15．2 mm以內(nèi)，以減少信號經(jīng)過板卡端接后對背板的影響。不需要使用終端電阻的信號有：CLK，REQ#和GNT#。在實際設計中，必須按以上要求將信號進行端接處理，否則PCI總線會工作不正常。

　　②從連接器J1到端接電阻的信號線的長度不應超過15．2 mm。

　?、蹚倪B接器兒經(jīng)端接電阻到FPGA的信號線的長度不應超過38．1 mm。

　　(2)配置空間的簡化設計

　　PCI總線的配置空間為2,56個字節(jié)。在設計中，只需對用到的參數(shù)進行配置。一般對VenderID、DeviceID、CommandStatus、RevisicmID、ClassCode、HeaderType、InterruptLine及InterruptPin等寄存器進行配置即可滿足大多場合下的使用要求。

　　(3)總線命令的簡化設計

　　PCI規(guī)范中規(guī)定了16種總線命令，設計者只需塒其中有用的命令進行響應即可?？偩€命令的簡化可減少總線對話的種類，從而可減少硬件沒計的復雜性。一般來說，只要有配置空間讀寫、I／O空間讀寫及存儲器的讀寫，便可滿足一般的使用。

　　6 結(jié)束語

　　本文介紹了在StratixⅡGX系列FPGA上實現(xiàn)PCI接口的設計技術(shù)，具有較強的靈活性，可以方便地移植到其他可編程器件上，有一定的通用性。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機總線在PCI總線基礎上逐漸發(fā)展為更高帶寬和頻率的PCI-X總線和擁有2．5G傳輸速率的PCI-Express總線。從當前發(fā)展趨勢來看，PCI-Express總線正得到越來越廣泛的應用，必將成為下一代的總線標準。