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根据CPLD器材MAXII EPM1270和PCI总线完成数据接纳卡的规划

基于CPLD器件MAXII EPM1270和PCI总线实现数据接收卡的设计-在CompactPCI端,PCI 9656提供了66MHz、64bit总线应用所需信号,可依据CompactPCI规范连接,通过简单的外部电路,可实现Hot Swa p功能。

1PCI9656功用简述

PCI9656支撑66Mhz、64bit的PCIR2.2标准,供给了兼容PICMG2.1R2.0标准的CompactPCIHotSwap接口,其部分总线到达66MHz、32bit(支撑0“66MHz、8/16bit),可为PCI(CompactPCI)适配器及嵌入式体系规划供给高功用的总线接口。PCI9656的装备寄存器与PCI9054、PCI9056兼容,也方便了原有规划的移植。

PCI9656具有6条独立的数据通道,用于DirectMaster、DirectSlave以及DMA功用形式下的数据传输,其深FIFO规划有用提高了总线的突发传输功用。

1DirectMaster形式。用于部分总线到PCI(CompactPCI)的数据传输,16QWords(128byte)和32QWords(256byte)的FIFO各运用于数据的读、写通道。

2DirectSlave形式。用于PCI(CompactPCI)到部分总线的数据传输,16QWords(128byte)和32QWords(256byte)的FIFO各运用于数据的读、写通道。

3DMA形式。PCI9656供给了两条DMA通道(Channel0、Channel1),运用了两独立的32QWords(256byte)双向FIFO。两条DMA通道可一起传输数据,经过PCI9656的MARBR寄存器可装备其优先级联系。PCI9656的DMA方法有惯例的块形式(Blockmode)和集散形式(Scatter/Gathermode),并且支撑以DREQ#、DASK#信号恳求、应对的指令形式(Demandmode),可运用于通讯领域中的实时数据传输。

在部分总线端,PCI9656简化了数据的传输操控逻辑,与ISA总线相似,方便了传输操控的规划完结。PCI9656的部分总线有三种运用形式,能够适用不同的嵌入式处理器

1M形式。支撑Motorola32bit的处理器,供给了可与MPC850、MPC860PowerQCICC直接相连的接口。

2C形式。合适大多数处理器的通用形式,在规划中多选用此形式。

3J形式。与C形式相似,但其地址线与数据线复用。

2数据接纳卡规划

PCI9656片内资源丰厚,功用多样,选用PCI9656为接口芯片,可方便地进行PCI(Compact)适配器的规划。而在PCI9656的部分总线端,往往不需求完结其悉数逻辑功用,可依据需求选取装备,更进一步简化规划。

图1是运用PCI9656的CompactPCI数据记载卡的规划框图,此数据接纳卡运用于一款组成孔径雷达的数据记载器中,数据源为34bit的差分信号,32bit数据,1bit采样时钟,1bit数据有用标志位。图1中:时钟驱动ICS553向PCI9656、逻辑操控模块和FIFO供给同步时钟信号;初始化装备芯片选用Microchip93LC56B,PCI9000系列供给3线的E2PROM串行接口,可在体系上电时初始化内部装备寄存器;差分到单端信号的转化经由TI公司的LVDT386和390完结;FIFO选用了IDT公司所规划的高速、低功耗的72T36135M,数据容量为512K×36bit,运用易于级联的FirstWordFollowThrough作业形式;逻辑操控部分选用Altera的MAXIIEPM1270,完结FIFO到PCI9656部分总线间的数据传输操控。

依据CPLD器材MAXII EPM1270和PCI总线完结数据接纳卡的规划

2.1PCI9656的规划运用

在CompactPCI端,PCI9656供给了66MHz、64bit总线运用所需信号,可依据CompactPCI标准衔接,经过简略的外部电路,可完结HotSwap功用。

在部分总线端,选用了PCI9656的C形式。在C形式下,PCI9656的部分总线可装备完结三种数据传输逻辑。(1)Singlecyclemode。每次传输1个数据(8/16/32bit),默许的传输形式。(2)Burst-4mode。每次4个数据,运用Inteli960与IBMPPC401处理器时的引荐形式。(3)ConTInuousburstmode。多数据的接连突发传输形式,供给了最大的数据吞吐量。在传输进程中,从设备(Slave)可经过Bterm#信号间断传输进程。形式2与形式3只选其一,形式1一直可用。在数据接纳卡中,选用了接连突发(ConTInuousburst)形式,能够有用的运用部分总线带宽。

剖析接纳卡的规划:部分总线端无处理器,PCI9656在此端为主设备(Master),一直占用总线,担任逻辑操控的CPLD为从设备(Slave),一直呼应PCI9656。数据传输进程只运用了PCI9656的DirectSlave和DMA形式,,并且不需DMA的指令形式,运转进程中数据经过FIFO单向传输,不需解码地址信号,对CPLD的操控可经过向其写指令码完结。因而,能够对PCI9656的许多信号简化处理,只需完结如下信号的时序要求:

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LD[31:0],32bits数据信号。

ADS#,总线操作的开端标志。

Blast#,突发传输的完毕标志。

LW/R#,写/读信号。

Wait#,主设备暂停传输信号,信号无效标志主设备正常。

Ready#,从设备操作完结信号,信号有用标志从设备正常。

EOT#,数据传输反常间断信号,用于FIFO溢出或空时间断数据传输。

Lint#,间断信号输入,用于引起CompactPCI总线端的间断。

LRST#,部分总线端重置。

信号经简化后,在正常的读写操作中,只需求处理ADS#、Blast#、LW/R#、Wait#、Ready#与数据的逻辑联系,Singlecycle可认为是ConTInuousburst的特例,然后将两种形式下的逻辑时序一致处理。正常操作中,ADS#、Blast#、Wait#、Ready#需满意的逻辑联系如图2所示:

图2中,ADS#、Blast#、Wait#信号由PCI9656驱动,LW/R#(图2中未标出)也由PCI9656驱动,在整个进程中处于低或高,标志PCI9656对总线的读或写操作。Ready#由CPLD驱动,Data为双向信号。CPLD闲暇状况时监测ADS#信号,一旦ADS#有用,则依据LW/R#转入读或写操作。读操作中,CPLD将FIFO数据读出,一起将Ready#置为有用状况,需监测Wait#,Wait#无效时,才可持续读取下一数据;写操作中,CPLD需将Ready#置为有用状况,监测Wait#,Wait#无效时,CPLD才可完结总线上数据的写入;当CPLD检测到Blast#、Wait#、Ready#均为有用状况时,便完结最终一个数据的传输操作,转至闲暇状况。

完结上述的数据传输逻辑,再加上恰当的反常状况和测验转化操控,便可规划CPLD的逻辑操控模块。

2.2MAXIIEPM1270运用

MAXII系列是Altera公司的新式架构CPLD,与传统架构的CPLD比较,MAXII的功耗和本钱大幅下降,资源密度和功用却明显提高,十分适用于接口间的操控协议转化。规划中选用了MAXII的EPM1270类型CPLD,其规划结构如图3所示。MAXIIEPM1270内部首要分为逻辑操控、测验、FIFO三个模块:

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1FIFO选用Altera供给的IP核完结,容量可依据资源运用状况调理,运用FWFT(FirstWordFollowThrough)形式,为CPLD供给与外部FIFO简洁的接口。

2测验模块发生测验数据,操控数据通道在实在数据源与测验数据源间切换,在测验接纳卡时运用。

3逻辑操控模块内有反常和测验操控、状况转化操控两部分,经过一个8bit寄存器进行通讯。(1)寄存器操控CPLD的测验模块、状况挑选,一起记载FIFO的状况改变。(2)反常和测验操控部分依据状况寄存器内容操控测验模块,监测FIFO的溢出、半满、空等状况,发生Lint#信号或经过操控寄存器传递到状况转化操控部分,使之有用EOT#,间断数据传输。(3)状况转化操控部分履行部分总线的数据读写逻辑,树立了四个状况:S0,闲暇状况;S1,数据读状况;S2,寄存器读状况;S3,指令写状况。S0状况下依据LW/R#信号和寄存器内容确定向S1、S2、S3状况的转化。S1状况下读取FIFO数据,依据FIFO状况发生反常间断信号EOT#。S2状况下读取8bit寄存器内容。S3状况下向8bit寄存器写入指令码来改写和重置其相关比特位,然后操控CPLD的测验模块,切换S1、S2状况,清空FIFO。

经过上述规划模块,MAXI%&&&&&%PLD便可在PCI9656与IDT72T36135M之间树立一个简捷的数据传输通道。

3完毕语

PCI9656选用了PLX公司业界抢先的数据通道架构技能,其丰厚的功用为高速的PCI(CompactPCI)总线运用供给了简捷的I/O规划途径。文章介绍了选用PCI9656作为PCII/O规划的一款运用于66Mhz、64bitCompactPCI总线体系的数据接纳卡。本文作者立异点:1将PCI9656运用于66Mhz、64bitCompactPCI总线体系,满意高速数据传输的要求。2选用CPLD内建FIFO的IP核完结FIFO与PCI9656的接口衔接,优化了CPLD的转化逻辑。

责任编辑:gt

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