一种基于PCD656的高速PCI总线接口的设计与实现

《基于PCD656的高速PCI总线接口设计与实现》 在现代电子系统中，数据传输的速度和效率成为了衡量系统性能的关键因素。本文针对这一需求，介绍了一种利用高效PCI芯片PCI9656和FPGA技术设计的64位高速PCI总线接口电路。这种接口电路实现了212 MB/s的传输速率，显著提升了总线传输效率，满足了高速数据传输系统的需求，尤其是在处理大数据量、高实时性的应用中，如现代雷达信号处理。 该系统的核心架构由PCI9656桥接芯片和FPGA构成。PCI9656是一款由PLX公司推出的兼容32位和64位PCI总线标准的高性能芯片，其Data Pipe Architecture设计提高了数据传输速率。芯片内部包含DMA控制器，能执行主模式和从模式的可编程传输，同时支持7个外部主控器。此外，PCI9656还具备独立的中断生成机制和本地时钟，支持不同宽度的本地总线，方便软件移植。 PCI9656支持三种数据传输模式：Direct Master模式，用于局部总线到PCI的数据传输，数据读写通道分别配备了16 QWord和32 QWord FIFO；Direct Slave模式，反之，用于PCI到局部总线的数据传输；DMA模式，PCI9656在此模式下同时作为PCI和局部总线的主控设备，提供了块模式、集散模式和命令模式的DMA传输。 在与不同处理器的配合中，PCI9656有三种工作模式：M模式适应Motorola 32位处理器，C模式为通用模式，适合包括FPGA在内的多种处理器，J模式则在C模式基础上复用了地址线和数据线。 在Windows环境下，开发PCI设备驱动程序通常采用WinDriver或WDM模型。本设计选择了WDM模型，需处理硬件访问、中断处理和DMA传输三方面的问题。硬件访问通过KIoRange和KMemoryRange类实现I/O和内存空间的操作。中断处理则借助KInterrupt类，中断服务例程和延迟过程调用例程协同工作，确保快速响应和处理中断事件。实现DMA传输需要KDmaAdapter、KDmaTransfer和KCommonDmaBuffer三个类的支持，构建完整的DMA传输链路。 基于PCI9656的高速PCI总线接口设计，结合FPGA的灵活性，提供了一种高效的解决方案，为高性能数据传输系统提供了强大的支持。这一设计不仅提高了传输速度，而且具有良好的扩展性和兼容性，为未来更高速度、更大容量的数据处理提供了可能。