基于PCI总线数据采集卡的设计.pdf

科技信息 ○IT ○ SCIENCETECHNOLOGYINFORMATION 2008年 第17期 技术论坛 PCI 基于 总线数据采集卡的设计 郭锦山 何广平 （北方工业大学 中国 北京 100041） 【摘 要】在电子万能材料试验机测控系统的设计过程中，为解决高速数据采集过程中大量数据的高速传输问题，本文作者设计了一种基 于PCI总线的高速数据采集卡。文中给出数据采集卡的基本结构，重点阐述了PCI总线接口的硬件连接和内部逻辑控制的设计方法。 【关键词】PCI总线；PCI9054；本地总线；逻辑控制 【Abstract】 ’slogiccontroldesign. 【Keywords】PCIbus；PCI9054；Localbus；Logiccontrol 1.引言 的ISP(InSystemPro-grammable)。 PCI(PeripheralComponentInterconnect)局部总线是微型计算机中 3.AD7862:AD7862是AD公司推出的高速，低功耗，双极性12位 处理器/存储器与外围控制部件、扩展卡之间的互连接口。PCI总线支 的AD转换芯片。其中包含了两个独立的快速ADC模块（允许同时采 持32/64位数据传输,多总线主控和线性突发方式,数据传输速率可高 样和转换两路信号），4路模拟输入信号2.5V的内部电压基准以及一 达 132MB/s,可同时支持多组外围设备等功能。PCI总线之所以在PC 个12位的高速并行接口。 和自动控制系统中得到快速的推广应用,是因为PCI总线是一种高性 2.3电路设计中的一些主要问题 能的局部总线,是为了满足外设间以及外设与主机间高速数据传输的 1.注意板卡的工作环境。PCI卡采用接口供电方式，提供3.3V和 要求而提出来的。采用PCI总线来进行数据传输,可以解决原有的标 5V两种电压，但是只能选择其中一种电压。本板卡的核心器件的工作 准总线数据传输率低带来的瓶颈问题。 电压为3.3V，但考虑到目前大部分PC机均为5V插槽，故本板卡设计 2.采集卡的总体结构 为3.3V、5V通用型板卡。 PCI总线接口相对其它总线接口而言较为复杂,其接口的设计方 2.要注意PCI总线时钟线长度,符合PCI协议标准,为了达到这种 案通常有两种：（1）使用FPGA或CPLD等可编程逻辑器件，通过使用 长度可以采用蛇形线布线方式,另外一定要注意时钟的带载能力,本地 硬件描述语言编程来实现接口通信。其优点在于具有灵活的可编程 时钟不能从PCI端获取,否则将导致设备卡无法被正确识别。 性，可以根据不同用户的不同需要，灵活选择自己所需的功能；（2）使 3.要注意PCI总线接口的两个特殊引脚:PRSNT1和PRSNT2。必 用专用芯片。这样可以实现完整的PCI主控模块和目标模块接口功 须有一个引脚接地。PC机是通过这两个引脚判断识别PCI设备卡的, 能,将复杂的PCI总线接口转换为相对简单的接口。用户可以集中精 如果这两个脚都悬空,则计算机将无法找到相应的设备卡,除此之外这 力于应用设计,而不是调试PCI总线的接口,缩短PCI卡的开发周期, 两个引脚还表示了设备卡的功耗大小。 提高开发效率。常用的PCI专用接口芯片有PLX公司PCI90XX系列, 3.本地总线端的逻辑 公司S59XX系列,南京沁恒公司的CH365等。 3.1CPLD的本地总线可编程逻辑设计 当进行数据采集时，由应 AMCC 2.1数据采集卡工作原理 数据采集卡的工作原理可简述如下： 用程序向驱动程序发出数据采集命令，再由驱动程序在PCI目标单字 PC机向数据采集卡发出数据采集命令，数据采集卡根据命令控制A/ 节写方式下向PCI9054写入一个数据，表示数据采集的开始。CPLD D开始工作，同