PCI总线的开发技术研究.pdf

基于PCI总线的开发技术研究

第1章PCI总线简介

1.1PCI总线的基本概念

PCI总线的英文全称为PeripheralComponentInterconnect，即外设部件

互连。PCI总线的概念是由Intel公司联合Compaq、AST、Epson、HP、NEC等

多家公司提出的。发布的第一个技术规范1.0版本于1992年6月22日面

世，2.0版本于1993年4月发布，2.1版本于1995年第一季度发布。制定

PCI总线的目标是建立一个工业标准的、低成本的、允许灵活配置的、高性能局

部总线结构。

PCI总线是局部总线，是来自处理器的延伸线路，与处理器同步操作。外部

设备如果直接挂在局部总线上，就可与高速地CPU总线相匹配，从而打破了数据

I/O地瓶颈，外设能以CPU的速度运行，使高性能CPU的功能得以充分发挥。由

于局部总线有极高的数据传输率，因此在CPU与高速缓冲存储器（Cache）、CPU

与高速图形卡等需要高速传输信息的场合得到了广泛的应用。从1993年PCI局

部总线标准推出到现在，PCI总线以其优异的性能逐步取代了ISA、EISA等总线，

成为了当今总线发展的主流。

1.2PCI总线的特点

[

PCI局部总线主要具有以下特点：

1．高性能。采用32位或64位数据总线，以33MHz或66MHz的时钟频

率操作，可支持多组外围部件及附加卡。在时钟频率为33MHz的情况下，其数

据传输速率高达132MB/s，远远高出标准ISA总线5MB/s的速率。

2．支持线性猝发传输。所谓猝发传输即若有一块地址连续的数据要传送时，

只在开始时只有数据块第一个数据段的地址会出现，接下来的数据将不会跟有地

址周期，外围设备一般会由内存某个地址顺序接受数据，这种线性顺序的寻址方

式，意味着可以由某一个地址读写大量数据，然后每次只需要将地址自动加1，

便可以接受数据流内下一个字节的数据如此就极大地提高了传送速度。线性突发

传输能够更为有效地运用总线的带宽去传输数据，以减少无谓的地址操作。

3．极小的存取延误。支持PCI的设备存取延误小，能够大幅度减少外围设

备取得总线控制所需的时间。

4．采用总线主控和同步操控。总线主控目的是让任何一个具有处理能力的

外围设备暂时接管总线，以加速执行高吞吐量、高优先级的任务。PCI独特的同

步操作功能可保证微处理器能够与这些总线主控同时操作，不必等待后者的完

成。

5．不受处理器限制。PCI独立于处理器的结构，形成一种独特的中间缓冲

器的设计方式，将中央处理器子系统与外围设备分开。有了缓冲器的设计方式，

用户可以随意添外围设备，以扩展电脑系统而不必担心在不同时钟频率下会导致

性能的下降。

6．兼容性强。由于PCI局部总线是要辅助现有的扩展总线的标准，因此它

与ISA、EISA等总线完全兼容。

7．低成本、高效益。PCI的芯片将大量系统功能高度集成，节省了逻辑电

路，占用较小的线路板空间，成本降低，PCI部件采用地址/数据复用，减少了

PCI部件的引脚数。

第2章PCI总线与DSP通讯电路设计

2.1PCI-DSP通讯电路

PC机通过PCI总线与DSP与的通讯电路如图2-1所示。

由于DSP与PC机之间需要高速地传送大量的数据，为了提高两者之间的通

讯速度，在PCI9052与DSP之间加入了双口RAM。双口RAM作为一种特殊的RAM

芯片，在高速数据采集处理系统中得到广泛的应用。它具有两个独立的端口，各

自均有一套独立的数据总线、地址总线和控制总线，允许两个端口独立地对存储

器中的任何单元进行存取操作。当两个端口同时对存储器中的同一单元进行存取

操作时，可由其内部仲裁逻辑决定优先权。

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双口RAM芯片的型号为美国IDT公司生产的IDT7132，它是2K×8bit高