來(lái)源：微計(jì)算機(jī)信息 作者：高建華

    0 引言

    8位單片機(jī)在嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，然而讓它直接與pci總線設(shè)備打交道卻有其固有缺陷。8位單片機(jī)只有16位地址線，8位數(shù)據(jù)端口，而pci總線2.0規(guī)范中，除了有32位地址數(shù)據(jù)復(fù)用ad[3～0]外，還有frame、irdy、trdy等重要的信號(hào)線。讓單片機(jī)有限的i/o端口來(lái)直接控制如此眾多的信號(hào)線是不可能的。一種可行的方案就是利用cpld作為溝通單片機(jī)與pci設(shè)備間的橋梁，充分利用cpld中i/o資源豐富、用戶可自定制邏輯的優(yōu)勢(shì)，來(lái)幫助單片機(jī)完成與pci設(shè)備間的通信任務(wù)。

    1 pci接口設(shè)計(jì)原理

    1.1 pci總線協(xié)議簡(jiǎn)介

    這里只討論pci總線2.0協(xié)議，其它協(xié)議僅僅是在2.0的基礎(chǔ)上作了一些擴(kuò)展，僅就單片機(jī)與pci設(shè)備間的通信來(lái)說(shuō)，意義不大。pci總線是高性能局部總線，工作頻率0～33mhz，可同時(shí)支持多組外圍設(shè)備。在這里，我們只關(guān)心單片機(jī)與一個(gè)pci設(shè)備間通信的情況，而且是以單片機(jī)與cpld一方作為主控方，另一方作為pci從設(shè)備。這樣做的目的是為了簡(jiǎn)化問題，降低系統(tǒng)造價(jià)。

    pci總線上信號(hào)線雖然多，但并不是每個(gè)信號(hào)都要用到。實(shí)際上pci設(shè)備也并不會(huì)支持所有的信號(hào)線，比如錯(cuò)誤報(bào)告信號(hào)perr與serr在網(wǎng)卡中就不支持。我們可以針對(duì)具體的應(yīng)用選擇支持其中部分信號(hào)線，還有一些信號(hào)線可以直接連電源或接地。下面簡(jiǎn)單介紹一下常用信號(hào)線的功能。

    ad[31～0]：地址數(shù)據(jù)多路復(fù)用信號(hào)。在frame有效的第一個(gè)周期為地址，在irdy與trdy同時(shí)有效的時(shí)候?yàn)閿?shù)據(jù)。

    c/be[3～0]：總線命令與字節(jié)使能控制信號(hào)。在地址中傳輸?shù)氖强偩�命令；在數(shù)據(jù)期內(nèi)是字節(jié)使能控制信號(hào)，表示ad[31～0]中哪些字節(jié)是有效數(shù)據(jù)。以下是總線命令編碼的說(shuō)明：

     c/be[30]# 命令類型說(shuō)明c/be[30]# 命令類型說(shuō)明

     0 0 0 0 中斷應(yīng)答 1 0 0 0 保留

     0 0 0 1 特殊周期 1 0 0 1 保留

     0 0 1 0 i/o讀1 0 1 0 配置讀

     0 0 1 1 i/o寫1 0 1 1 配置寫

     0 1 0 0 保留 1 1 0 0 存儲(chǔ)器多行讀

     0 1 0 1 保留 1 1 0 1 雙地址周期

     0 1 1 0 存儲(chǔ)器讀 1 1 1 0 存儲(chǔ)器一行讀

     0 1 1 1 存儲(chǔ)器寫 1 1 1 1 存儲(chǔ)器寫并無(wú)效

    pci總線上所有的數(shù)據(jù)傳輸基本上都由以下三條信號(hào)線控制。

    frame：幀周期信號(hào)。由主設(shè)備驅(qū)動(dòng)，表示一次訪問的開始和持續(xù)時(shí)間，frame有效時(shí)（0為有效，下同），表示數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行中，失效后，為數(shù)據(jù)傳輸最后一個(gè)周期。

    ird：主設(shè)備準(zhǔn)備好信號(hào)。由主設(shè)備驅(qū)動(dòng)，表示主設(shè)備已經(jīng)準(zhǔn)備好進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

    trdy：從設(shè)備準(zhǔn)備好信號(hào)。由從設(shè)備驅(qū)動(dòng)，表示從設(shè)備已經(jīng)準(zhǔn)備好進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)irdy與trdy同時(shí)有效時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸才會(huì)真正發(fā)生。

    另外，還有idsel信號(hào)用來(lái)在配置空間讀寫期間作為片選信號(hào)。對(duì)于只有一個(gè)pci從設(shè)備的情況，它總可以接高電平。idsel信號(hào)由從設(shè)備驅(qū)動(dòng)，表示該設(shè)備已成為當(dāng)前訪問的從設(shè)備，可以不理會(huì)。

    在pci總線上進(jìn)行讀寫操作時(shí)，pci總線上的各種信號(hào)除了rst、irq、irqc、irq之外，只有時(shí)鐘的下降沿信號(hào)會(huì)發(fā)生變化，而在時(shí)鐘上升沿信號(hào)必須保持穩(wěn)定。

    1.2 cpld設(shè)計(jì)規(guī)劃