PCI9052接口芯片的性能特点及应用实例分析

作者：危文华 

PCI（Peripheral Component Interconnect，即外围部件互连）总线是一种能为主CPU及外设提供高性能数据总线的局部总线。1992年以INTEL为首的多家集团开始设计PCI总线，其V2.0规范于1993年4月正式发布。PCI总线具有严格的规范，这就保证了它具有良好的兼容性，符合PCI规范的扩展卡可插入任何PCI系统可靠地工作；PCI总线可以提供极高的数据传送速率（132MB/S）；PCI总线与CPU无关，与时钟频率亦无关，可适用于各种平台，支持多处理器和并发工作；PCI总线还具有良好的扩展性，通过PCI－PCI桥路，可允许无限地扩展；PCI总线以它的即插即用特性取代了VESA局部总线。一个PCI接口包括一系列的寄存器，这些寄存器中的信息允许计算机自动地配置PCI卡。PCI总线是目前PC机上最先进的一种总线。

PCI总线协议非常复杂。如果开发PCI扩展板使用可编程逻辑阵列芯片来完成PCI协议的执行，其工作量和难度都是巨大的，一般都会选用PCI专用接口芯片。下面介绍PCI9052接口芯片。

1 PCI9052芯片介绍

PCI9052是PLX技术公司为扩展适配板卡推出的能提供一种混合的高性能PCI总线目标（从）模式的接口芯片。该芯片可与多种局部总线相连，并且支持相对慢的局部总线在PCI总线上的突发传送速率达到132MB/S。9052的可编程配置直接与复用或非复用的8/16/32位局部总线相连。8位和16位模式便于ISA卡直接向PCI卡转换。

1.1 主要特点

（1） 兼容PCI V2.1协议特性。9052芯片与PCI协议V2.1版兼容，支持低开发成本的从模式适配设备，该芯片支持从ISA适配卡向PCI适配卡转换。

（3） 中断发生器。9052可以从两个局部总线中断输入生成一个PCI中断。

（4） 时钟。9052局部总线接口运行于TTL时钟并生成必要的内部时钟。局部TTL时钟与PCI时钟异步工作，并允许局部总线独立于PCI时钟工作。缓冲PCI总线时钟BCLKO可与局部总线时钟LCLK相连。

（5） 可编程局部总线配置。9052支持复用或非复用的8/16/32bit局部总线。芯片有4字节使能，26根地址线，32/16/8bit数据线。

（6） 先读模式。9052支持先读模式，也就是说，预锁存数据可从9052内部FIFO寄存器先于局部总线读取。

（7） 总线驱动。所有控制、地址和数据信号都由9052直接生成，用于驱动PCI和局部总线，不用额外驱动电路。

（8） 串行EEPROM接口。9052包含一个用于加载配置信息的串行EEPROM接口，对于装载一个特定的适配设备信息来说？这是很有用的。将9052转换为ISA接口模式时串行EEPROM也是必需的。

（9） 四个局部片选信号。9052提供了四个局部片选信号，基地址和每一个片选的范围可由串行EEPROM或主控制器独立编程

（10）五个局部地址空间。基地址和每一个局部地址空间的范围可由串行EEPROM或主控制器独立编程。

（11）读/写存储延时和写周期保持。对于ISA总线，读/写信号可以从时钟周期的开始延时。

（12）局部总线等待状态。附加的LRDYi握手信号用于产生各种等待状态，9052有内部等待状态发生器。

（13） 可编程预锁存计数器。局部总线预锁存计数器可以编程为0（无预锁存），4、8、16或连续值（预锁存计数器关闭）模式。

1.2 引脚功能

PCI9052为160脚塑封PQFP封装结构。其各管脚功能按功能块划分分别列于表1～表7中。

2 PCI9052芯片的使用

PCI9052接口芯片作为通用PCI接口，其应用场合和范围是广泛的。随着PC机中ISA扩展槽数量的逐渐减少直至取消，PCI扩展槽已成为PC机主板配置的主流，今后的扩展板的开发必定是基于PCI接口的。

但现行的很多ISA接口的扩展板，尤其是自己自主研制的具有某些特殊功能的扩展板，如何使之能在PCI槽上继续使用，显得很有意义。下面就着重介绍PCI9052接口芯片将ISA扩展板直接转换为PCI扩展板的应用。

2.1 ISA接口模式介绍

PCI9052的内部结构中包含了一个独立的ISA逻辑接口，通过这个逻辑接口可以完成由ISA到PCI的平滑转换。它支持8位和16位数据宽度的ISA设备，该设备可以是内存映射，也可以是I/O映射。先读模式用于提高读取数据的吞吐量。一旦ISA接口模式使能，PCI9052只执行单个周期操作。特别指出的是，串行EEPROM必需使ISA接口模式使能。

2.1.1 配置方法

可以使用两种方法配置PCI9052用于ISA接口模式。

方法一：烧写串行EEPROM方法。使用烧写器，将数据写入串行EEPROM，参照表8使用恰当的数据。需要注意的是，对于ISA模式，LRESET＃（132）引脚必须始终为高电平，并确认MODE（68）引脚置为0，处于非复用模式。

方法二：热配置方法。从PCI总线通过PCI9052芯片使用方法一的相同数据来烧写串行EEPROM。该方法需要注意的是，LRESET＃（132）引脚的极性在ISA模式时由低变为高，并确认MODE（68）引脚置为0。

2.1.2 配置注意事项

当为ISA接口模式配置时必须注意以下几点：

①存取ISA接口引脚时要参照PCI9052引脚的C/ISA模式引脚图来连线。

②空间0分配给ISA接口的内存存取。

③空间1分配给ISA接口的I/O存取。

④无论空间0的局部地址处于CS0＃范围还是空间1的局部地址处于CS1＃范围，ISA存取均有效。

⑤标准的从周期可以使用空间2、空间3和串行EEPROM来存取。

2.2 应用实例

下面给出一个电子转换开关控制器应用实例。该控制器的功能是，当检测到触发条件时，便向端口200H送一个控制码C0H，用以控制继电器完成开关动作。该例子旨在说明如何将PCI9052用于ISA扩展板向PCI扩展板的转换。

2.2.1 硬件设计

控制器硬件电路结构图如图1所示。

电路分为三部分。第一部分是9052与PCI插槽间的连接信号线。这些信号包括地址数据复用信号AD？31：0？，总线命令信号C/BE？3：0？＃和PCI协议控制信号PAR、FRAME＃、IRDY＃、TRDY＃、STOP＃、IDSEL、DEVSEL＃、PERR＃、SERR＃。第二部分是与串行EEPROM的连线。这里有四根信号线：EESK、EEDO、EEDI和EECS，串行EEPROM的数据可以提前用烧写器烧好，也可以在线烧写。第三部分是9052与应用电路的连接。在本例中主要用到的是ISA局部总线信号，有数据线LAD？7：0，地址线ISAA？1：0？、LA？23：2？，I/O读写信号线IOWR＃、IORD＃，地址锁存BALE。

2.2.2 软件设计

程序分为两部分，一部分为PCI9052各配置寄存器赋值并初始化芯片，另一部分为主程序，任务是不断查询注册表中的相关键值，一旦条件满足，即向端口送控制码。程序用DELPHI语言完成。选用DELPHI的主要原因是可编译成独立的可执行文件，不带任何动态连接库，程序短小精悍，并且DELPHI各版本间的兼容性比较好。程序流程图如图2所示。