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1、2002年10月重庆大学学报Oct.2002第25卷第10期JournalofChongqingUniversityVol.25No.10 文章编号:1000-582X(2002)10-0030-05XPCI总线插卡及其在虚拟仪器中的应用周传德,汤宝平,秦树人(重庆大学机械工程学院,重庆400044)摘 要:详细分析了PCI总线的特点,介绍了PCI接口的一些开发工具和开发技巧,包括专用接口芯片、驱动程序开发软件包和PCI板卡设计的要点,并对PCI接口芯片———S5933和驱动程序开发软件包———WinDriver作了重点介绍
2、。文章还给出了一个在虚拟仪器中的应用———基于PCI总线的DDS任意信号发生器的实例。它由硬件插卡和软件两部分组成。插卡充分利用PCI总线的高速特点,将直接数字式频率合成器(DDS)软件化,能产生正弦、噪声、扫频及其它复杂波形,可以方便、准确地调节波形、频率、幅值、相位及精度,通用性强。关键词:PCI总线;S5933;DMA;DDS;任意信号发生器中图分类号:TH115文献标识码:A线时钟同步操作时,32位的总线带宽可使数据通道的1PCI总线与接口传输率达132MBPs。利用PC机作为数据采集平台,通过PC机的数据(2)独立于
3、PC机的系统处理器,不会受PC机的总线将采集的数据高速传输到PC机内存中,是实现微处理器性能、速度的影响。因为为PCI设计的器件采集系统数据存储的有效手段,也是虚拟仪器系统的是针对PCI的,而不是针对处理器的,因此设备的升级重要支撑。随着GUI(GraphicalUserInterface)、多媒体独立于处理器的升级。等技术在PC机上的应用,传统的PC总线如ISA由于(3)PCI总线为32位,可扩展为64位,由于采用其带宽、位数等的限制,因不能满足系统工作的要求而地址、数据总线复用的结构,减少了管脚个数和PCI部被逐步淘汰,新
4、型主板和高版本操作系统已不再支持件的封装尺寸,从而使板卡小型化,方便嵌入计算机系ISA等总线。统中。而PCI(PeripheralComponentInterconnect)总线作为(4)具有即插即用功能,支持即插即用的操作系外部元件互连总线,被认为是最可靠、最灵活、高速的统能够自动配置参数并支持PCI总线扩展板,使用方方案,具有众多独特的优点,使得大多数多媒体插卡和[1]便。数据采集卡都挂在PCI总线上。(1)PCI总线是一种靠近系统处理器的局部总线,(5)PCI部件的驱动程序可以跨平台,兼容性好。如图1所示,所以有很高的传
5、输速度。当以33MHz总但受以下因素的影响,真正实现PCI总线接口是有一定难度的。(1)PCI总线是一种局部总线,与国内常见的ISA总线、STD总线有着较大的差别,它需要通过接口芯片转化成用户总线。(2)PCI总线接口规范较为复杂,而且时序规定严格。一般芯片不能满足要求。图1PCI总线系统结构(3)由于结构和时序的特点,需要PCI总线开发X收稿日期:2002-07-01作者简介:周传德(1978-),男,湖北宜昌人,重庆大学机械学院机械电子研究生。主要从事数据采集、虚拟仪器方面研究。©1995-2004TsinghuaTong
6、fangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第25卷第10期 周传德等:PCI总线插卡及其在虚拟仪器中的应用31工具。比如基于软件的总线接口模型和基于硬件的AMCCS5933为开发者提供了三种数据通道:邮箱PCI总线实习器、逻辑分析仪等。通道(Mailbox)、直接映射通道(Pass-Thru)和先进先出目前,实现PCI接口的有效手段主要有专用接口通道(FIFO,有寄存器和直接读写两种方式),和两组总芯片和PLD。专用接口芯片放置于PCI插卡与PCI总线控制寄存器:P
7、CI总线控制寄存器和本地总线控制线之间,传递数据和控制信号的接口电路。它是解决寄存器,分别用来控制PCI总线和本地总线的操作,完设计难点的最有效的手段,可以使开发者免于直接面成中断、DMA等相关内容的设定。S5933的PCI配置对复杂的PCI总线规范,而致力于板卡功能的实现。空间可以通过串行P8位并行EEPROM来设置,也可以这类专用芯片主要为通用的PLXTECH公司的不配置,采纳默认值。AMCC提供了一个AMCCPCI3PLX90XX系列和AMCC公司的S5933,还有专门针对(即NVBUILDER)小软件,通过它设定基地址
8、、寄存器、DSP等接口的芯片。我们选择了AMCC公司开发的32DMA传输的控制方(主机P本地逻辑)、FIFO通道的同位主P从控制接口芯片S5933。步P异步工作等参数。设置DMA传输控制方为主机、同步FIFO。2PCI专用接口芯片S5933及其在PCI板卡上在S5933作为P
