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PCI总线及PCI9030 Compact PCI开发心得（我和我哥们的作品） 开发了一款16通道14bit 50M采样率的COMPACT PCI采集卡，下面是我哥们写的心得，大家可各取所需。
研究PCI总线的接口卡已近10年，仅涉及到从模式，没有研究过主模式，稍有遗憾。如今采用PCI9030设计了Compact PCI接口卡仍有不少感触，写下来，也作小结。
初始软件编程多一些，Fortran、TURBO C 2.0、BORLAND C++，现在使用Visual C++，偶尔VB，Delph。硬件初学51单片机，使用TANGO3.0设计原理图和PCB，汇编编程，深入研究RS232接口。后来转到ISA接口，作ISA接口卡。1998年，开始关注PCI总线，读PCI协议，当时中文资料少，只好看英文原版；同时研究PCI接口芯片，选定PCI9052，从此和PLX结缘。
2001年，对USB接口感兴趣，使用USB9004研究USB1.1接口，从美国找人捎来的芯片，现在还库存2片。还是51单片机，采用PROTEL98设计原理图和PCB。USB1.1接口的英文协议看了很多遍，特别是第9章（如果没有记错的话）。51汇编编程，使用RS232和超级终端查看调试信息。Fireware调通，数据读写都没有问题，问题在设备驱动程序。WIN98可以支持VxD和WDM两种设备驱动程序，先研究了VxD，没看懂，放弃了；再学WDM，买了市面上所有的书，研究了microsoft的例程，感觉全懂了。改造了一个USB设备驱动程序，一插上卡就蓝屏，再没动过。
2002年，再次回到PCI，使用PCI9052做了AD采集卡，PROTEL99设计原理图和PCB，硬件一次成功。先用windriver作设备驱动程序，后来看到了武安河的书，改用driverstudio。由于WDM深入研究过，瞬间编好设备驱动程序，中断也顺利调通。后来偶尔碰到蓝屏，用SoftIce简单调通。虽然起步晚，但过程顺利，信心大增。
2003年Altera的Cyclone FPGA出现，感觉是好东西，伴随Quartus II 4.0接触PCI IPcore，对其蠢蠢欲动。直到2005年，才使用Cyclone ep1c6 240管脚设计了PCI卡。ep1c6与金手指间设计了Altera推荐的电平逻辑转换芯片。由于没有买到上述芯片，只好选择了自认为功能完全兼容的芯片。FPGA的功能一次调试成功，但是使用JTAG调试Altera的Target PCI IPcore一直没成功。2006年，狠心买了一块ep1c3 144管脚的PCI卡，主要看中了免费的PCI IPcore。收货后，发现该卡上竟然没有PCI电平逻辑转换芯片。将其IPcore用到自己的PCI卡上，仍然不通。愤然将卡上的电平逻辑转换芯片焊掉，飞线直连金手指，竟然通了，兴奋。
2007年，因项目需要，采用ep2c5 208管脚设计了PCI接口卡，使用DXP2004设计原理图和PCB（库比较全），采用的是Lattice免费的Target PCI IPcore。硬件和PCI IPcore很快调通，但在实现具体功能上，由于疏忽耽误很多时间。Lattice免费的Target PCI IPcore提供一个IO口映射，一个Memory口映射，一个中断。很奇怪，直接编译的IPcore不好用，但是将局部总线宽度改了一下就好了。但好用的只是Memory口映射，IO口映射和中断至今没调通。还好利用查询方式足以满足项目的要求，也没有太多的时间和精力再研究了。然而将该卡查到工控机上，竟然识别不出。至此意识到PCI电平逻辑转换芯片的重要。PCI总线（服务器除外）是5V电平协议，Altera FPGA IO管脚是3.3V电平协议，没有电平转换芯片的PCI卡在PC机上玩玩还可以，真正在工业场合，还是要考虑更稳定的方案。
鉴于上述原因，2008年重新选择PCI桥芯片。项目已决定采用Compact PCI机箱，发现PLX的PCI9030是最佳选择。原以为PCI接口很快接可以调通，没想到在几处小地方耽误了大时间，主要还是轻敌，PCI9030说明书没仔细看。下面把遇到的主要问题写一下：
1． PCI9030说明书中明确指出当没有外加配置芯片时，会使用默认配置（PCI9052确实如此）。没想到，根本不是这样。由于对说明书深信不已，调整了板子上众多的上拉下拉电阻，排列组合多次，也没成功。板子没有采用Hot Swap功能，PLX的参考电路实际意义不大。PCI9030说明书对与Hot Swap相关的管脚说明也似是而非，耽误了很多时间。后来，干脆焊上了配制芯片（表贴的，所以坚持到最后才焊），使用了PLX的参考电路的配置内容，马上成功，系统立即识别出板卡（启动时没有显示，进入Windows后才发现新硬件）。真后悔相信了PCI9030说明书。回过头再排列组合上拉下拉电阻，对板子功能基本没有影响，上火。
2． 采用PLX的参考电路的配置内容，读写局部总线存储器，总是有问题，十分迷惑。花费很长时间调试读写局部总线的FPGA程序，总是不对。后来，采用Altera Quartus II 7.2的SignalTAP II查看PCI9030局部总线读写时序，发现了问题：PLX的参考配置开启了PCI9030局部总线读写的等待功能（Read/Write Data-to-Address wait）。关闭该功能后（LAS0BRD：28h寄存器），一切顺利，没再出什么问题。PLX真实多此一举。
注：对CPCI总线的Hot Swap功能感触
Hot Swap功能确实好，热插拔。本设计中没有采用，原因有2：
1， 没有人会没事热插拔CPCI总线板卡；
2， 实际中布线太难。CPCI插槽中，和Hot Swap功能有关的电源、控制、状态针多集中在1～5列，即靠近板子下边缘的一端，没有空间再放置Hot Swap电源控制芯片。要实现Hot Swap功能，上述信号、电源线要引到板子上面的某个空位置，没有个6层板很难实现，费用太高。CPCI协议对总线布线的要求很高，加个几乎没用的Hot Swap功能，不值。
CPCI采集卡，只焊接了接口芯片部分 (原文件名:CPCI-1.jpg)
CPCI采集卡，只焊接了接口芯片部分 (原文件名:588282701325794112.jpg)
本贴被 Friendz 编辑过,最后修改时间：2008-12-03,16:13:50. |
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发表于 2008-12-3 16:08:22
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