基于CPCI总线的PMC载板设计

设计了一种基于CPCI总线标准的PMC接口载板。载板以FPGA为核心，集成了CPCI接口模块和DPRAM（双口RAM）模块，CPCI接口模块采用FPGA+PCI IP核（软核）解决了系统集成的问题，DPRAM模块为系统提供了数据缓存功能。环回测试和中断测试解决了在没有子卡PMC模块的情况下，读写、验证DPRAM空间数据和测试中断响应的问题。此外，还支持子卡PMC模块后出线到CPCI总线。 《基于CPCI总线的PMC载板设计》 在当今的工业和嵌入式系统中，模块化设计已经成为一种主流趋势。为了满足不同应用场景的需求，提高系统的灵活性和可维护性，设计人员通常会将通用部分独立出来，形成专门的载板。 Compact PCI (CPCI) 总线作为一种高性能的工业标准，广泛应用于各种嵌入式系统中。CPCI是由PCI Industrial Computer Manufacturer's Group (PICMG) 提出的，基于PCI电气规范的工业级总线接口标准，旨在提供更稳定、可靠且高性能的系统架构。 PMC（PCI Mezzanine Cards）作为PCI夹层卡，遵循IEEE P1386.1标准，允许不同厂商生产的主卡和模块之间具备良好的互操作性，为系统扩展提供了极大的便利。PMC接口的设计通常包括多个连接器，用于传递32位或64位PCI信号，以及非指定的I/O信号，以满足多样化的接口需求。 本文所描述的PMC载板FTC-C920是基于CPCI总线标准设计的6U尺寸模块，其核心是FPGA，它集成了CPCI接口模块和双口RAM (DPRAM) 模块。CPCI接口模块采用了FPGA+PCI IP核的软核方案，这既能解决系统集成问题，又能降低成本和设计风险，同时还能灵活扩展接口逻辑。DPRAM模块则为系统提供了数据缓存功能，对于数据密集型应用来说尤其重要。 在设计中，FPGA的PCI接口模块支持33MHz时钟频率和32位总线宽度，能处理内存空间和配置空间的读写操作，以及PCI中断功能。配置空间的分配包括厂商ID、设备ID以及基地址映射的内存空间，其中一部分用于DPRAM存储，另一部分用于环回测试。环回测试和中断测试是确保系统正常运行的关键步骤，它们在没有子卡PMC模块的情况下，仍然可以验证DPRAM的读写功能和中断响应。 此外，该载板设计还考虑了用户子卡PMC的后出线到CPCI总线，使得系统可以根据需求进行扩展。当配合用户子卡使用时，CPCI通过DPRAM的左侧端口访问，而用户子卡通过右侧端口访问，实现数据交换。在无子卡的情况下，环回测试模式可以模拟用户子卡的读写行为，保证了系统在各种情况下的功能完整性。 在软件方面，驱动程序开发在VxWorks 5.5操作系统下进行，确保了硬件与操作系统的无缝对接。通过这样的设计，FTC-C920载板能够作为一个通用平台，适配各种特定应用的模块，实现多种功能的I/O模块。 总结来说，基于CPCI总线的PMC载板设计是一个结合了FPGA技术、PCI接口规范和模块化设计理念的综合性工程。这种设计不仅提高了系统的灵活性，降低了维护成本，同时也为工业和嵌入式领域的应用提供了强大而可靠的解决方案。