PCI目标接口芯片的设计

摘要

PCI接口芯片将PCI总线和外围设备的数据和控制信号隔离、缓存和传输，从而实现了系统用户和PCI总线的通讯，是PCI总线和系统用户之间的“桥梁”。通用的PCI目标接口芯片，即从PCI接口芯片，实现了I/O读写、内存读写、配置空间读写等基本功能，同时实现了配置空间，使计算机能够对PCI设备进行识别、配置，同时还实现了奇偶校验等辅助功能。通过PCI目标接口芯片，基于PCI总线的系统设计者可以方便地利用该芯片提供的数据和控制端口，实现完整的PCI功能，从而避免了与繁琐的PCI总线时序和规范打交道。 本文讨论了一个较为完整的PCI目标接口芯片的设计。对PCI总线信号进行处理，设计了内、外两个状态机，分别实现系统用户时序和PCI总线时序，并通过控制信号实现两个状态机的通信；设计了读、写两用缓存器，实现了PCI突发读写；设计了译码功能块，实现了对6种基本的PCI命令的译码；设计了存储器空间形式的寄存器组，实现了可读写的PCI配置寄存器空间；设计了奇偶校验模块；针对上述模块编写了测试平台，并在Modelsim仿真器中进行了仿真。 从PCI接口芯片被设计成IP core的形式，可以被任何基于PCI局部总线的系统复用，从而构成新的单芯片解决方案。PCI接口芯片的设计为基于PCI局部总线的系统设计者提供了简便的使用PCI总线的途径。

目录

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摘要

第一章概述

1.1问题的提出

1.2总线技术及PCI接口芯片的国内外发展现状

1.3研究的目的及PCI接口芯片设计的定位

1.4设计工具和任务

1.5设计的内容

1.6创新点及课题的意义

第二章PCI总线协议

2.1 PCI总线系统结构

2.2 PCI总线信号的定义

2.3 PCI总线命令

2.4 PCI总线的编址空间

2.5 PCI总线读写的基本协议

2.6 PCI总线上的时间约定

2.7 PCI总线的结束方式

第三章PCI总线接口芯片的总体设计

3.1主从相对关系和接口内外侧的概念

3.2 PCI接口的总体结构设计

3.3从PCI接口内侧协议规划

3.4 PCI接口的顶层设计

3.5 PCI接口寄存器

3.6模块划分及硬件描述语言文件的规划

第四章从PCI接口核心模块的设计

4.1从PCI接口的外部特性

4.2从PCI接口的总体设计

4.3从PCI接口的第二层设计

4.4内、外状态机的状态转移

4.5内外状态机的HDL语言描述

4.6从PCI接口的第三层设计

第五章从PCI接口周边模块的设计

5.1 PAD模块的设计

5.2 IOB模块的设计

5.3奇偶校验模块的设计

5.4配置空间及其实现

第六章仿真与验证

6.1测试平台与模块功能仿真

6.2 FPGA功能测试与PCI接口芯片的应用

第七章总结及展望

7.1 PCI目标接口芯片的设计总结

7.2设计的局限和展望

附录硬件语言描述程序清单

致谢

参考文献

工程硕士学习期间发表的论文