带FPGA的PCI接口应用

Ｑ ｉｌｏ ｕｃ１ ｃ公 司提 供 的 ３ 【 ２位 Ｔ Ｇ Ｔ接 口芯 片 Ｑ ５ ３ ＡＲ Ｅ Ｌ ０ ０的 原理 和结 构 ， 析 了时序 设计 要 点 ， 出 了典 型 应用 分 给
的逻辑 框图 和注意 事项 。
关键 词 ： Ｐ Ｉ 线 ， 口 ，Ｐ Ａ， 真 Ｃ 总 接 ＦＧ 仿
１ ＰＣ Ｉ总 线 及 接 口
计 者 可 以将 Ｐ Ｉ 户 逻 辑 和 Ｐ Ｉ 核 逻 辑 集 成 在 Ｃ 用 Ｃ 宏
一
块 ｆｇ ｐ ａ中 ，并 且 可 以 在 顶 层 通 过 仿 真 来 验 证 Ｐ Ｉ Ｃ
接 口及 用 户 逻 辑 的 正 确 性 ，这 样 可 以 提 高 调 试 速 度 ， 短 开 发 周 期 ， 低 功 耗 和 成 本 ， 高 电 路 板 的 缩 降 提
集 成 度 和性 能 。 本 文介 绍 一 种 新 的设 计 方 法 。Ｐ Ｉ 口芯 片 由 Ｃ 接
展 。Ｐ Ｉ 线 是 高 速 同步 总 线 ， 有 ３ Ｃ 总 具 ２位 可 升 级 到
６ ４位 的 独 立 于 Ｃ Ｕ 的 总 线 结 构 。 总 线 速 度 高 达 Ｐ
３ ／ ６ ｚ 同步控 制 、 发传 送使 得数 据传 送 速率 ３ ６ ＭＨ ， 猝 高 达 １２ Ｂ Ｓ （２位 ３ ＭＨ ）５ ８ ／ （４位 ３Ｍ ／ ３ ３ ｚ 、２ ＭＢ Ｓ ６
块 芯 片 中 ， 以 在 顶 层 通 过 仿 真 的 方 法 来 验 证 设 可
备 必 须 提 供 配 置 地 址 空 间 ， 和 多 个 配 置 寄 存 器 使 桥
得 Ｐ Ｉ 备 配 置 灵 活 ， 足 即 插 即 用 功 能 。Ｐ Ｃ Ｃ 设 满 Ｉ ＭＧ
计 的 正 确 性 。 上 述 第 二 种 方 法 ， Ｃ 硬 核 代 替 了软 ＰＩ 核 ， 去 了 布 局 布线 的 过 程 ， 短 了开 发 周 期 ， 加 省 缩 增
芯 片 ， 发 周 期 短 ， 用 设 计 复 杂 的 接 口逻 辑 ， 至 开 不 甚 不 用 完 全 理 解 Ｐ Ｉ 范 的 细 节 ， 计 者 只需 使 用 地 Ｃ 规 设
传 统 的微 机 总 线 （ ＩＡ、 ＩＡ 和 ＭＣ 如 Ｓ ＥＳ Ａ等 ） 由
于 带 宽 的 限 制 ， 成 为 限 制 微 机 性 能 的 瓶 颈 ， 能 已 不
满 足 高 速 数 据 处 理 和 通 信的需 要 。Ｉ Ａ 只有 ８位 和 Ｓ
１ 两 档 ，最 高 传输 速 率 只 有 ８ ／ ； ＩＡ兼容 ６位 ＭＢ ｓＥ Ｓ
ＩＡ，虽 然 能 支 持 ３ Ｓ ２位 数 据 、２位 地 址 、速 率 可 达 ３ ３ ＭＨ ， 其 成 本 比较 高 ， 用 于 服 务 器 较 多 。 Ｉ Ｍ ２ ｚ但 应 Ｂ 公 司 的微 通 道 （ Ａ） 以 认 为 是 标 准 总 线 ， 于 其 ＭＣ 可 由 专 利 的 封 闭 性 而 难 以广 泛 流 行 。 Ｉｔｌ 司 １ ９ ｎｅ 公 ９ １年 下 半 年 提 出 Ｐ Ｉ总 线 概 念 ， Ｃ
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２０ ０ ２年 第 ７期
微 电 子 学 与 计 算 机
５ ５
带 Ｆ ＧＡ 的 Ｐ Ｉ 口应 用 Ｐ Ｃ 接
Ａｐｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｌｃ ｔｏ ｆＰＣＩＩ ｅ ｆ ｃ ｔ ＦＰＧＡ ｎｔ ｒａ ｅ ｗｉｈ
西 安 微 电 子 技 术 研 究 所 王 世 锋
摘
贺 占庄
欧 文 聪 （ 安 ７ ０ ５ ） 西 １０ ４
要 ： 文 章 介 绍 了 一 种 带 Ｆ Ｇ 的 Ｐ Ｉ 口 的 应 用 及 设 计 方 法 。该 方 法 将 Ｐ Ｉ 口和 Ｐ Ｉ 户 逻 辑 集 成 在 一 Ｐ Ａ Ｃ接 Ｃ 接 Ｃ用
片 Ｆ ＧＡ里 ， 以 对 整 个 逻 辑 进 行 仿 真 测 试 ， 大 缩 短 了 开 发 周 期 ， 高 了 系 统 集 成 度 和 性 能 。 文 章 重 点 叙 述 了 Ｐ 可 大 提
址 线 、 据 线 以及 少 数 几 个 控 制 信 号 ， 能 实 现 Ｐ Ｉ 数 就 Ｃ
总 线 和 Ｐ Ｉ 户 设 备 的 连 接 ， 似 ＩＡ 总 线 接 口那 Ｃ用 类 Ｓ 样 方 便 。 目前 市 场 上 有 一 些 专 用 接 口芯 片 ， ：ｍｃ 如 ａ ｃ
公 司 的 ￥ ９ Ｘ， Ｌ 公 司 的 Ｐ Ｉ０ ０ Ｐ Ｉ０ ２， ５３ ＰＸ Ｃ９ ５ ，Ｃ ９ ５
并 成 立 了 Ｐ Ｉ 团 Ｐ Ｉ Ｉ Ｐ Ｉ总 线 得 到 了 快 速 发 Ｃ 集 Ｃ Ｓ Ｇ， Ｃ
Ｐ Ｉ０ ４等 。 一 种 采 用 ｆｇ Ｃ９５ 另 ｐ ａ技 术 来 实 现 Ｐ Ｉ 口。 Ｃ 接 现 在 很 多 ｆｇ ｐ ａ制 造 商 都 提 供 了 Ｐ Ｉ 口宏 逻 辑 。 Ｃ接 设
制 定 的 更 加 坚 固 耐 用 的 Ｃ ｍｐ ｃ Ｐ Ｉ总 线 规 范 ， ｏ ａｔ Ｃ 具 有 热 插 拔 能 力 ， 其 高 的 可 靠 性 和 抗 恶 劣 环 境 的 能 以
了可 靠 性 。本 文 主 要 介 绍 Ｑｕｃ ｌｇｃ公 司 Ｑ ｉｋ Ｃ ｉｋｏ ｉ ｕｃ Ｐ Ｉ 系列 中 ３ ２位 ３ ＭＨｚ的 Ｐ ＩＴ ｇ ｔ 片 Ｑ Ｓ ３ ３ Ｃ ａ ｅ 芯 ｒ Ｌ ０ ０的
６ ＭＨ ） 线 性 猝 发 、 组 数 据 传 输 是 Ｐ Ｉ 线 的基 ６ ｚ。 成 Ｃ 总 本 传 输 机 制 。 Ｃ 有 三 个 相 互 独 立 的 物 理 空 间 ： 储 ＰＩ 存
两 部 分 构 成 ， 部 分 是 Ｐ Ｉ 口 控 制 器 ， 一 部 分 一 Ｃ 接 另 是 可 实 现 用 户 逻 辑 和配 置 空 间 的 Ｆ Ｇ Ｐ Ｉ 口控 Ｐ Ａ， Ｃ 接
制 器 在 芯 片 出 厂 前 已 固 化 在 芯 片 中 ， 且 锁 定 了 和 并 Ｐ Ｉ Ｃ 总线 相 连 的 引 脚 。 用 户 逻 辑 和 Ｐ Ｉ 口集 成 在 Ｃ 接
一
地址 空间 、 Ｏ地址 空间和配 置地址空 间。 Ｉ ／ 配置地 址
空 间是 Ｐ Ｉ 特 有 的一个物 理空 间 ， 有 的 Ｐ Ｉ Ｃ 所 所 Ｃ 设