基于PCI9656和MAXII EPM1270实现数据接收卡的应用方案

基于PCI9656和MAXII EPM1270实现数据接收卡的应用方案

1 PCI 9656功能简述

2 Direct Slave模式。用于PCI（CompactPCI）到局部总线的数据传输，16 QWords（128byte）和32 QWords（256byte）的FIFO各应用于数据的读、写通道。

3 DMA模式。PCI 9656提供了两条DMA通道（Channel 0、Channel 1），使用了两独立的32 QWords（256byte）双向FIFO。两条DMA通道可同时传输数据，通过PCI 9656的MARBR寄存器可配置其优先级关系。PCI 9656的DMA方式有常规的块模式（Block mode）和集散模式（Scatter/Gather mode），而且支持以DREQ#、DASK#信号请求、应答的命令模式（Demand mode），可应用于通信领域中的实时数据传输。

在局部总线端，PCI 9656简化了数据的传输控制逻辑，与ISA总线类似，方便了传输控制的设计实现。PCI 9656的局部总线有三种应用模式，可以适用不同的嵌入式处理器。

1 M模式。支持Motorola 32bit的处理器，提供了可与MPC850、MPC860 PowerQCICC 直接相连的接口。

2 C模式。适合大多数处理器的通用模式，在设计中多采用此模式。

3 J模式。与C模式类似，但其地址线与数据线复用。

2 数据接收卡设计

PCI 9656片内资源丰富，功能多样，采用PCI 9656为接口芯片，可方便地进行PCI（Compact）适配器的设计。而在PCI 9656的局部总线端，往往不需要实现其全部逻辑功能，可依据需要选取配置，更进一步简化设计。

2.1 PCI9656的设计应用

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。

LD［31:0］，32bits数据信号。

Blast#，突发传输的结束标志。

LW/R#，写/读信号。

Ready#，从设备操作完成信号，信号有效标志从设备正常。

EOT#，数据传输异常中止信号，用于FIFO溢出或空时中断数据传输。

Lint#，中断信号输入，用于引起CompactPCI总线端的中断。

LRST#，局部总线端重置。

信号经简化后，在正常的读写操作中，只需要处理ADS#、Blast#、LW/R#、Wait#、Ready#与数据的逻辑关系，Single cycle可认为是Continuous burst的特例，从而将两种模式下的逻辑时序统一处理。正常操作中，ADS#、Blast#、Wait#、Ready#需满足的逻辑关系如图2所示：

实现上述的数据传输逻辑，再加上适当的异常情况和测试转换控制，便可设计CPLD的逻辑控制模块。

2.2 MAXII EPM1270应用

MAXII系列是Altera公司的新型架构CPLD，与传统架构的CPLD相比，MAXII的功耗和成本大幅降低，资源密度和性能却显著提升，非常适用于接口间的控制协议转换。设计中采用了MAXII的EPM1270型号CPLD，其设计结构如图3所示。MAXII EPM1270内部主要分为逻辑控制、测试、FIFO三个模块：

1 FIFO采用Altera提供的IP核实现，容量可根据资源利用情况调节，使用FWFT（First Word Follow Through）模式，为CPLD提供与外部FIFO简便的接口。

2 测试模块产生测试数据，控制数据通道在真实数据源与测试数据源间切换，在测试接收卡时使用。

3 逻辑控制模块内有异常和测试控制、状态转换控制两部分，通过一个8bit寄存器进行通信。（1）寄存器控制CPLD的测试模块、状态选择，同时记录FIFO的状态变化。（2）异常和测试控制部分依据状态寄存器内容控制测试模块，监测FIFO的溢出、半满、空等状态，产生Lint#信号或通过控制寄存器传递到状态转换控制部分，使之有效EOT#，中断数据传输。（3）状态转换控制部分执行局部总线的数据读写逻辑，建立了四个状态：S0，空闲状态；S1，数据读状态；S2，寄存器读状态；S3，命令写状态。S0状态下根据LW/R#信号和寄存器内容确定向S1、S2、S3状态的转换。S1状态下读取FIFO数据，根据FIFO状态产生异常中止信号EOT#。S2状态下 读取8bit寄存器内容。S3状态下向8bit寄存器写入命令码来改写和重置其相关比特位，从而控制CPLD的测试模块，切换S1、S2状态，清空FIFO。

通过上述设计模块，MAXII CPLD便可在PCI 9656与IDT 72T36135M之间建立一个简捷的数据传输通道。

3 结束语

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