📄 基于pci9054的数据传输卡的设计--大漠孤烟.htm
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<H3>基于PCI9054的数据传输卡的设计</H3><SPAN class=date>swimcrane 发表于 2007-5-11
20:16:00</SPAN>
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<DIV class=cnt>
<P><SPAN
style="FONT-SIZE: 18pt">做PCI卡无非是这三步：一硬件原理图及PCB布板
二
写驱动程序
三 写上层应用程序</SPAN></P>
<P><SPAN
style="FONT-SIZE: 18pt">第一步应该算是比较简单。首先是PCI协议处理芯片的选型。现在最常用的有两款：即PLX公司的PCI9052和PCI9054。其区别就是9052不支持DMA传输，而9054支持DMA传输。如果你的应用对带宽要求较高的话，建议采用9054，这样比较有把握。如果带宽要求较低而又想缩减成本的话，9052是个不错的选择。这两种芯片的可参考的设计资料也比较多。我们的产品对带宽要求其实并不算高，仅为10MB/s左右，但考虑到PCI传输的效率，谨慎起见，我还是选了9054，这样带宽会有比较多的富裕，就算设计当中驱动的效率打点折扣，也还是够用的。这里明确一下带宽的问题，如果PCI总线的速率是33MHz的话，那么它的理论传输带宽就是33Mx32b=1.056Gb/s，如果换算成字节的话，那就是1.056Gb/8=132MB/s。请注意这是理论带宽，实际设计不会达到的，因为一方面是硬件设计的原因，另一方面是驱动设计的效率会多少打点折扣。所以如果能用9054的DMA方式达到接近100MB/s的带宽的话，已经是相当不错了。在据我所知的实际应用中，通常却并不需要PCI卡达到如此高的带宽，十几M或者几十M就足够用了，所以选用9054还是有较多富余的，设计风险比较小。</SPAN></P>
<P><SPAN
style="FONT-SIZE: 18pt">芯片选定后，就要开始原理图的设计了，其实9054这端的原理图做起来比较简单，无非是一些引脚上拉下拉的问题。其中要注意的地方主要有这几个：</SPAN></P>
<P><SPAN style="FONT-SIZE: 18pt">1．
TEST引脚要下拉，这是正常操作模式。如果上拉则是进入芯片测试模式。</SPAN></P>
<P><SPAN style="FONT-SIZE: 18pt">2．
PCI金手指处的PRSNT1#和PRSNT2#引脚一定至少要有一个下拉，或者两个都下拉（具体可参照PCI协议V2.3），否则找不到卡。</SPAN></P>
<P><SPAN style="FONT-SIZE: 18pt">3．
模式选择引脚MODE0和MODE1如果都下拉，是C模式，即LOCAL端的地址线和数据线是分开的；如果MODE0上拉，MODE1下拉，则是J模式，即LOCAL端的地址线和数据线复用。通常采用的是C模式，可以降低开发难度。</SPAN></P>
<P><SPAN style="FONT-SIZE: 18pt">4．
这是很关键的一点，即EEPROM的EEDI/EEDO引脚的配置。有这样三种情况：A
当不安装EEPROM时，该引脚一定要下拉，用1k的下拉电阻即可。此时启动后9054会按默认的值进行配置。B
当安装空白的EEPROM时，该引脚需要上拉。C当安装烧录好的EEPROM时，该引脚需要上拉。这里解释一下：卡设计好后，如果没有配置好EEPROM的值，也可以测试卡的硬件，按A或B步骤，把卡插在PC的PCI插槽上，如果硬件设计没有问题，是可以找到卡的。所以设计的时候应将此引脚设计成上下拉，根据需要装上拉或下拉电阻。这可以避免只能等配置好EEPROM的值后才能测试卡的硬件设计正确与否。</SPAN></P>
<P><SPAN style="FONT-SIZE: 18pt">5．
EEPROM的设计问题，9054是应该搭配93C56的，即2k容量的EEPROM，9052是搭配93C46这种1k的EEPROM。至于具体的厂商，可以选用ST的M93C56或者HOLTEK的HT93LC56，PLX公司的网站上有EEPROM的选型指导，可以下载来看。据我的调查，市场上很容易买到ST的这种片子，其他品牌的不是太好买。另外，如果你是有烧录机，打算将ROM烧录过后再安装在板子上，那么采用插件的芯片比较方便，如果采用贴片的，烧录机要有相应的烧录SOP-8的转接头才行。如果你是打算在线烧录，可以采用贴片的SOP-8的封装的片子，直接把空白的片子焊接在板子上即可。在线烧录很方便，避免每次烧写EEPROM都要插拔一下芯片，可以提高芯片的使用寿命，而且不用烧录机，节省了成本。
其实特别注意的这几条，9054的DATASHEET也都有提到，只是我挑出来着重强调一下，其他引脚的设计就请参照DATASHEET及PLX的网站上的一些资料来做，无非是些上下拉之类的。</SPAN></P>
<P><SPAN
style="FONT-SIZE: 18pt">原理图设计完毕就是布板了，根据PCI协议的推荐，最好还是布成四层板，我也听说有布成双面板的。不过如果你是做有一定批量的产品，为了稳定性，还是要布四层比较好。需要注意的也就这几点：</SPAN></P>
<P><SPAN style="FONT-SIZE: 18pt">1．
LOCAL端的时钟输出的地方要加一个22或者33的小电阻，可以提高时钟信号质量。</SPAN></P>
<P><SPAN style="FONT-SIZE: 18pt">2．
PCL总线端的时钟也就是PCLK引脚到金手指的走线长度要为2500±100mil，如果直线距离太短可以绕成曲线来布。</SPAN></P>
<P><SPAN style="FONT-SIZE: 18pt">3．
PCI总线的地址数据线要在1500mil左右，其实走长一些也没关系，但最好还是遵照手册上说的要好一些吧。</SPAN></P>
<P><SPAN style="FONT-SIZE: 18pt">4．
这也是蛮搞笑的一点，金手指的AB面不要走反了哦，呵呵，这种情况不是没出过，我以前接触过的类似的情况的。金手指的宽度也不要太窄，以免接触不良，这些在网上都有相应的标准，可以找些来看。最好是有一个现成的PCI卡放在手边作为参照，免得犯一些低级错误。</SPAN></P>
<P><SPAN
style="FONT-SIZE: 18pt">如果设计完成后把卡插在PC插槽上能找到卡的话，硬件设计问题应该不大，如果找不到，就要按我上面说的去查一些关键点了。</SPAN></P>
<P><SPAN style="FONT-SIZE: 18pt">第二步
开始进入驱动程序设计大多数设备驱动程序也无非这几步：打开设备，设备初始化，设备读写，关闭设备。有些还要有中断服务程序在里面。驱动设计可以有两种方法，一种是自己做，windows系统下的驱动用的最多的也就是DDK，driverstudio,
windriver这几种工具，其中DDK的效率最高，但是写起来也是难度最大的，绝对是高手才会采用的方法。多数人使用driverstudio和windriver，这两种工具编写出来的程序也称之为WDM（windows
device
module）程序。DDK应该是最底层的windows驱动开发工具，后两种是集成开发工具。打个比方，如果DDK相当于C语言的话，driverstudio可以类比于VC++，而windriver则可以类比于VB，从这个类比中，也可以看出它们的开发难度和执行效率的对比。后两种集成开发方法都可以先把卡插到PCI槽中，先找到设备，然后根据设备生成一个驱动程序的框架，然后我们可以修改相应的部分以完成我们最后的驱动程序。</SPAN></P>
<P><SPAN
style="FONT-SIZE: 18pt">最后一步就是写测试程序了，因为要测试我们的卡能否进行正常读写，至少要有一个简单的应用程序来协助，我们可以由驱动程序做一些API（application
program
interface，即应用程序接口）出来，然后调用这些API写测试程序。当然最终的目的还是针对我们具体的应用写出完善的应用程序，测试程序其实也就是最终应用程序的简化版。</SPAN></P>
<P><SPAN
style="FONT-SIZE: 18pt">以上这些是笔者通过自身的设计经历及体会写的一些东西，不足之处是其中对驱动程序的设计和配置数据的探讨较少，以后有时间会陆续写相关的东西出来，如果各位朋友有好的设计经验和建议，欢迎多多交流，共同进步。</SPAN></P></DIV></TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR></TBODY></TABLE>
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