基于S 5933 的PCI 总线与8051 的接口设计.pdf

### 基于S5933的PCI总线与8051的接口设计的知识点解析 #### 一、PCI总线概述及其特点 **PCI总线**（Peripheral Component Interconnect，外围组件互连）是一种广泛应用于计算机系统中的高速总线标准。随着计算机硬件技术的快速发展，传统的总线技术逐渐无法满足高速数据交换的需求，因此PCI总线应运而生。 - **性能高**：PCI总线的标准宽度为32位，工作频率最高可达33MHz，支持快速背对背传输和突发传输，峰值数据传输速率高达132MB/s。更进一步的是，总线宽度可以升级到64位，使得峰值数据传输速率能够达到264MB/s。此外，PCI总线内置中央仲裁器，能够与CPU同步工作，大大提升了数据处理速度。 - **可靠性高**：PCI总线独立于特定的CPU架构，支持多种不同的处理器类型，包括未来可能出现的高性能处理器。它兼容5V和3V的信号环境，确保了系统的稳定性。另外，PCI总线增加了Perr、Serr、Stop等控制信号，提高了数据传输的可靠性和完整性，并支持即插即用功能，增强了设备和驱动程序的通用性。 #### 二、S5933接口控制器介绍 **S5933**是AMCC公司推出的一款高性能PCI接口控制器，专门用于简化PCI总线与外设之间的连接。该控制器的主要特性包括： - **三个物理接口**：包括PCI总线接口、外加直线接口和可选的NVRAM接口。S5933内部设有两组寄存器，一组由PCI总线访问，另一组由外部电路访问，通过设置相关的寄存器值即可初始化S5933。 - **信箱寄存器**：S5933内部共有8个信箱寄存器，用于传输系统的命令及状态参数等信息。这些寄存器通常不直接用于数据传输，而是用于在PCI接口和外部接口之间传递指令和状态信息。例如，外部接口可以通过读写信箱寄存器向PCI接口发送中断请求，反之亦然。 - **FIFO寄存器**：S5933包含两个32位的先进先出（FIFO）寄存器，用于在PCI总线与外部接口之间进行数据传输。这两个FIFO寄存器支持字节转换功能，适用于不同处理器之间的互连。当S5933处于主控模式时，数据可以通过FIFO进行DMA（直接内存访问）传输，从而减少CPU负担。FIFO还支持普通的传输方式，即由PCI总线或外部接口发起数据传输。 - **直通寄存器**：S5933还提供了一种称为“直通”的数据传输方式，通过直通地址寄存器和直通数据寄存器实现PCI总线与外部接口之间的数据交换。这种传输方式既支持单周期传送也支持突发传送，其中突发传送可以显著提高数据传输速率。 #### 三、基于S5933的PCI总线与8051的接口设计 在实际应用中，**8051**微控制器常常需要与PCI总线相连，以实现高速数据交换。使用S5933作为中间接口控制器，可以有效地简化设计流程，并提高系统的整体性能。具体来说，设计过程中需要注意以下几点： 1. **硬件设计**：根据S5933的技术规格，正确连接各个引脚，并确保符合PCI总线规范以及相关的电子设计规范。硬件设计时需特别注意时序和电气特性的要求，因为这些因素对于确保数据传输的准确性和可靠性至关重要。 2. **初始化设置**：通过软件编程初始化S5933的寄存器，设定其工作模式和参数。例如，可以通过设置寄存器值来配置FIFO寄存器的工作模式，以及直通寄存器的传输方式。 3. **数据传输管理**：利用S5933提供的不同数据传输机制，如信箱寄存器、FIFO寄存器或直通寄存器，根据实际需求选择最合适的传输方式。例如，在需要频繁发送中断请求的情况下，可以优先考虑使用信箱寄存器；而在需要大量数据传输的情况下，则更适合使用FIFO寄存器。 基于S5933的PCI总线与8051的接口设计不仅可以提高系统的数据处理能力，还能有效降低设计复杂度，是一种高效实用的解决方案。