单片机总线接口芯片及其ISA模式应用
发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:855
    
    1 引 言
    pci(peripheral component interconnect)总线,即外围部件互连总线,是一种先进的高性能32/64位地址数据复用局部总线。pci总线与处理器和时钟频率无关,可以提供高达132mb/s的数据传送速率;它具有严格的规范,只要符合pci规范的扩展卡插入任何pci系统就能可靠地工作。但由于pci总线协议的复杂性,其接口的实现比vesa、isa和mca等总线要困难得多。
    目前,开发pci接口设备有两种方法:一种方法是采用可编程逻辑芯片,它的最大好处是比较灵活,用户可以根据自己的需要开发出适合于特定功能的芯片,而不必实现pci的全部功能。现在有许多生产可编程逻辑器件的厂商,如xilinx的logicore和altera的ampp都提供经过严格测试的pci接口功能模块,用户只要进行组合设计即可。另一种常用的方法是使用专用接口器件,通过专用芯片可以实现完整的pci主控模块和目标模块的功能,将复杂的pci总线接口转换为相对简单的用户接口,用户只要设计转换后的总线接口即可。
    专用接口芯片具有较低的成本和通用性,能够有效降低接口设计的难度,缩短开发时间。现有的pci接口芯片主要有amcc公司的amccs59xx系列和plx公司的pci90xx系列。在plx系列产品中,pci9052是一款常用的pci总线目标接口芯片,该芯片最大的特色是带有一个isa接口,通过它可以实现isa总线到pci总线的无缝连接,这为目前仍存在的isa插件移植到pci提供了极大的方便。
    利用pci9052的isa模式进行pci的开发可以简化设备开发过程,但难度还是较大。设计者不仅要理解掌握手册中的要点,还要学习硬件设计和软件设计的方法和过程。为了让大家能够系统地了解利用pci9052的isa模式进行pci板卡开发的过程和方法,本文从硬件设计、配置寄存器的编写、板卡调试和驱动程序的编写等方面介绍了pci9052的开发过程。
    2 pci9052的isa接口模式
    2.1 基本特点
    pci9052是plx公司继pci9050之后推出的低成本pci总线接口芯片,它符合pci2.1规范,可作为pci总线目标设备实现基本的传送要求;它有5个局部地址空间和4个局部设备片选信号,局部总线与pci总线时钟相互独立运行。通过配置eeprom的内容可以将pci9052设定为isa接口模式,通过8位或16位内存或i/o映射可直接使pci总线与isa总线相连,从而将isa总线快速地转换到pci总线上。
    在我们的数控测井系统中,原来的通信控制模块是基于isa总线的插件,端口地址为0x100~0x10f,总线宽度是16位,可以实现输入输出,有中断功能。现在,我们利用pci9052芯片的isa模式对原来的板卡进行升级改造,使原来的板卡在做少量改动的情况下可以插在pci总线插槽中正常工作。
    2.2 引脚介绍及连接
    在不同的模式下,pci9052的部分引脚有不同的定义和功能。工作在isa模式下,其主要引脚如图1所示。
    
    pci9052硬件连接正确与否直接关系到芯片能否正常工作,某些引脚处理不当往往会引起芯片工作不正常或死机。在图1中,9052左上方的信号和pci信号相连,左下方信号和串行eeprom相连,右边的信号和局部总线信号相连,也就是和isa总线信号相连。
    pci端主要信号完全符合pci规范要求,直接和pci总线上对应的引脚相连即可。 isa端连接如下:在我们的板卡中由于只涉及到i/o,且为16位宽的数据,因此,memwr#、memrd#、sbhe#和bale信号可以不用。
    lad〔15:0〕是16位的数据总线。la〔23:2〕和isaa〔1:0〕共同组成isa的地址总线,对于8位的数据总线,isaa〔1:0〕相当于la〔1:0〕,它们一起进行地址译码。而对于16位的数据线,每次读写两个字节,这时isaa〔0〕不用,isaa〔1〕和la〔23:2〕一起进行地址译码。需要注意的是,并不是所有的地址线都要进行地址译码,这里要根据板卡上实际i/o口空间的大小选择译码地址线的数目。对于我们的板卡,la〔3:2〕和isaa〔1〕地址译码是必需的(isaa〔1〕为低位),当然,所有的地址线都参加地址译码也是可以的。
    iowr#和iowd#是局部端口读写信号。lclk是isa端时钟信号,按芯片要求外接8mhz的时钟。lreset#是9052芯片上电时pci端复位后所发出的对isa端进行复位的信号。在isa模式下,该信号输出高有效。
    linti1和linti2是局部总线中断输入信号,这里,我们只用到linti1信号,由于9052内部没有对这两个信号进行上拉或下
    
    1 引 言
    pci(peripheral component interconnect)总线,即外围部件互连总线,是一种先进的高性能32/64位地址数据复用局部总线。pci总线与处理器和时钟频率无关,可以提供高达132mb/s的数据传送速率;它具有严格的规范,只要符合pci规范的扩展卡插入任何pci系统就能可靠地工作。但由于pci总线协议的复杂性,其接口的实现比vesa、isa和mca等总线要困难得多。
    目前,开发pci接口设备有两种方法:一种方法是采用可编程逻辑芯片,它的最大好处是比较灵活,用户可以根据自己的需要开发出适合于特定功能的芯片,而不必实现pci的全部功能。现在有许多生产可编程逻辑器件的厂商,如xilinx的logicore和altera的ampp都提供经过严格测试的pci接口功能模块,用户只要进行组合设计即可。另一种常用的方法是使用专用接口器件,通过专用芯片可以实现完整的pci主控模块和目标模块的功能,将复杂的pci总线接口转换为相对简单的用户接口,用户只要设计转换后的总线接口即可。
    专用接口芯片具有较低的成本和通用性,能够有效降低接口设计的难度,缩短开发时间。现有的pci接口芯片主要有amcc公司的amccs59xx系列和plx公司的pci90xx系列。在plx系列产品中,pci9052是一款常用的pci总线目标接口芯片,该芯片最大的特色是带有一个isa接口,通过它可以实现isa总线到pci总线的无缝连接,这为目前仍存在的isa插件移植到pci提供了极大的方便。
    利用pci9052的isa模式进行pci的开发可以简化设备开发过程,但难度还是较大。设计者不仅要理解掌握手册中的要点,还要学习硬件设计和软件设计的方法和过程。为了让大家能够系统地了解利用pci9052的isa模式进行pci板卡开发的过程和方法,本文从硬件设计、配置寄存器的编写、板卡调试和驱动程序的编写等方面介绍了pci9052的开发过程。
    2 pci9052的isa接口模式
    2.1 基本特点
    pci9052是plx公司继pci9050之后推出的低成本pci总线接口芯片,它符合pci2.1规范,可作为pci总线目标设备实现基本的传送要求;它有5个局部地址空间和4个局部设备片选信号,局部总线与pci总线时钟相互独立运行。通过配置eeprom的内容可以将pci9052设定为isa接口模式,通过8位或16位内存或i/o映射可直接使pci总线与isa总线相连,从而将isa总线快速地转换到pci总线上。
    在我们的数控测井系统中,原来的通信控制模块是基于isa总线的插件,端口地址为0x100~0x10f,总线宽度是16位,可以实现输入输出,有中断功能。现在,我们利用pci9052芯片的isa模式对原来的板卡进行升级改造,使原来的板卡在做少量改动的情况下可以插在pci总线插槽中正常工作。
    2.2 引脚介绍及连接
    在不同的模式下,pci9052的部分引脚有不同的定义和功能。工作在isa模式下,其主要引脚如图1所示。
    
    pci9052硬件连接正确与否直接关系到芯片能否正常工作,某些引脚处理不当往往会引起芯片工作不正常或死机。在图1中,9052左上方的信号和pci信号相连,左下方信号和串行eeprom相连,右边的信号和局部总线信号相连,也就是和isa总线信号相连。
    pci端主要信号完全符合pci规范要求,直接和pci总线上对应的引脚相连即可。 isa端连接如下:在我们的板卡中由于只涉及到i/o,且为16位宽的数据,因此,memwr#、memrd#、sbhe#和bale信号可以不用。
    lad〔15:0〕是16位的数据总线。la〔23:2〕和isaa〔1:0〕共同组成isa的地址总线,对于8位的数据总线,isaa〔1:0〕相当于la〔1:0〕,它们一起进行地址译码。而对于16位的数据线,每次读写两个字节,这时isaa〔0〕不用,isaa〔1〕和la〔23:2〕一起进行地址译码。需要注意的是,并不是所有的地址线都要进行地址译码,这里要根据板卡上实际i/o口空间的大小选择译码地址线的数目。对于我们的板卡,la〔3:2〕和isaa〔1〕地址译码是必需的(isaa〔1〕为低位),当然,所有的地址线都参加地址译码也是可以的。
    iowr#和iowd#是局部端口读写信号。lclk是isa端时钟信号,按芯片要求外接8mhz的时钟。lreset#是9052芯片上电时pci端复位后所发出的对isa端进行复位的信号。在isa模式下,该信号输出高有效。
    linti1和linti2是局部总线中断输入信号,这里,我们只用到linti1信号,由于9052内部没有对这两个信号进行上拉或下
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