来源：《电子技术应用》

摘要：一种基于pci总线的高速数据采集传输系统的实现，讨论了pci总线控制器9054的性能及三种传输模式，提供了该系统的硬件实现和采用dma传输方式实现数据传输的设计。 关键词：pci总线 pci 9054总线控制器 dma 数据采集是数字信号处理中非常重要的环节。对于不同的任务，数据采集要达到的技术指标也不相同。对于瞬态信号，雷达信号和图像处理都需要几mb/s甚至几十mb/s的超高速采集速率。目前用于pc机的数据采集卡大部分是基于isa总线的，这种结构的最大缺点是传输速率太低，不能实现数据的实现高速传输。pci总线推出后，以其突出的性能备受计算机和通信业界的青睐，将取代以往的总线， 成为高档机及高性能工作站外部件的基石。pci作为局部总线，一边与处理器和存储器总线接口；另一边为外设扩展提供了高速通道。33mhz、32位的pci总线可以实现132mb/s的数据传输速率；64位的pci总线性能加倍。开发以pci总线为基础的数据采集设备是技术发展的必然要求。在实际工作中，利用pci总线将采集数据直接传到系统内存，可有效解决数据的实时传输和存储，为信号的实时处理提供方便。 1 数据采集系统的结构与功能 本数据采集系统应用于雷达视频回波信号的处理。信号由两路正交视频回波信号组成，故采用双通道。采集指标：2路采集信号，采样率为40m个样本，a/d采样字长是10位。每路数字信号字长取16位，两路合成路共32位，将32位数据分别传入系统内存的不同区域，以便后续处理。系统设计以pci总线控制器为基础，通过dma方式分别将32位数据传输系统内存的不同区域。主要功能模块有：pci总线控制器、双口sram、采集控制芯片epld、a/d部分。系统框图如图1所示。 2 pci总线控制器的实现 pci总线是一个地址/数据、命令/字节选择信号复用的总线。它采用主从信号双向握手的方式来控制数据的传输，其接口电路设计与传统总线接口电路设计没有大的区别。一般来说，一个pci接口电路应当完成以下几种功能：（1）地址译码及命令译码，由于pci总线可以采用正向方式和负向方式进行译码。因此用户应视应用情况选择适当的译码方式。一般选择正向译码；为保证不会出现地址冲突，最好采用全地址译码；命令信号线c/be[0～3]必须能加译码。（2）地址产生电路。pci的突发传输方式包括一个地址周期和若干个数据周期，因此在pci接口电路中必须包含高速的地址产生部件，用于向后级应用电路提供连接的地址。（3）控制信号的产生。pci总线上的数据传输基本上由frame、irdy、trdy和debvsel 4根信号线控制，因此必须根据主从设备的忙闲情况相应产生这些控制信号。另外，pci接口电路还应完成地址锁存及数据分离、命令锁存及字节选择信号分离的功能。值得注意的是：在设计这个功能时必须考虑到pci规范中信号的负载能力。实现pci总线控制器大体有两种方式：使用可编程器件和专用接口芯片。采用epld和fpga等编程逻辑器件的优点在于其灵活的可编程性。专用芯片可以实现完整的pci主控模块和目标模块接口功能，将复杂的pci总线接口转换为相对简单的接口。用户可以集中精力于应用设计，而不是调试pci总线的接口，明显缩短了开发时间。本设计应用plx公司的pci9054实现总线控制器。 3 pci 9054简介 pci 9054是32位/33mhz的通用pci总线控制器专用芯片。该芯片符合pci总线规范2.2版，突发传输速率达到132mb/s。局部总线支持复用/非复用的32位地址/数据，可为m模式、c模式、j模式中的一种。pci 9054内部有6种可编程的fifo，以实现零等待突发传输及局部总线和pci总线之间的异步操作。9054支持主模式、从模式、dma