CPCI数据总线接口的设计与实现
cpci总线是当前流行的高速嵌入式计算机总线，目前大多数嵌入式计算机系统的接口最终都要经过cpci总线与计算机内存进行交互。cpci的总线规范保证了其具有良好的兼容性和可靠性。
本文设计的系统采用plx公司生产的cpci协议转换芯片pci9054，通过verilog hdl语言在fpga中产生相应的控制信号，完成对数据的快速读写，从而实现了与cpci总线的高速数据通信。
1 系统设计
系统主要由pci9054和fpga构成，系统结构图以及信号连接如图1所示。通过利用fpga的可编程性，可实现更多的扩展功能，如与dsp，a/d等不同速率间接高速通信等。协议转换芯片pci9054的作用就是保证本地数据采集板卡和主cpu板卡之间的数据可以高速准确地传输。
2 pci9054性能分析
pci9054是由plx公司生产的一种基于pci v2.2总线规范的通用接口芯片。它支持单字节方式和突发方式两种传输方式。其总线端支持32位/33 mhz传输，本地端可以通过突发方式达到最大132 mbit·s-1的传输速率，并且可以控制改变本地端的总线宽度。
pci9054可以看做一座建立在cpci总线和本地用户局部总线之间的桥梁。因为pci9054具有6个可编程fifo存储器进行数据缓存，从而保证两者之间数据传输的正确性和实时性。并且pci9054允许其中任意一端作为主控设备去控制总线，同时另外一端作为目标设备去响应总线。
pci9054内部具有多个寄存器组，用以对其两端的工作状态和工作方式进行控制。pci9054对其内部的所有寄存器组和fifo都行了统一的地址映射，用户可以从两端通过编程访问所有fifo及寄存器组的每个字节，从而查看两端的工作状态和改变两端的工作方式。
3 pci9054局部总线的接口设计
整个cpci接口的设计思路为：fpga通过桥接芯片pci9054与cpci总线连接，其内部使用异步双口ram来进行高速数据的缓冲，通过使用veriloghdl语言编程来控制fpga中的异步双口ram，以实现系统数据在嵌入式cup板卡内存与cpci板卡之间的高速传输。
pci9054提供了3种物理总线接口：cpci总线接口、local总线接口和串行eprom接口。其中cpci总线接口协议在嵌入式操作系统中的驱动包已经带有，而串行eeprom的初始化是由plx公司的plxmon软件在嵌入式操作系统中进行在线烧写的，所以本系统设计的重点就是关于local总线接口的控制和传输，其接口电路示意图如图2所示。
pci9054与本地总线之间的接口称之为local bus，是cpci总线系统设计中十分重要的一环。pci9054 local bus在系统设计中，其总线直接与alter公司的ep2s90f78014芯片的数据总线相连，同时通过运用verilog hdl语言编程来实现对双口ram控制器的功能。
pci9054 local bus有3种工作模式，分别为m、j和c模式。m模式是专为motorola公司开发和设计的，而另外两种工作模式就应用的比较广泛。其中j模式因为没有local master，所以它的地址总线和数据线没有分开，从而增加了开发难度。而在c模式下，pci9054芯片通过片内的逻辑控制可以将cpci的局部地址和数据总线分开，从而有效地降低了开发难度，并且能灵活地为本地工作时序提供各种工作方式，所以本系统设计方案选择了local总线的c工作模式，工作频率为40 mhz。
4 局部总线的实现
pci9054支持主模式、从模式和dma传输方式，根据本系统设计的需求，采用从模式传输方式，即允许cpci总线上的主设备访问局部总线上的配置寄存器或内存，支持多种模式传输。如图3所示。
fpga内部逻辑要设计本地端总线控制模块，实现局部总线的状态控制，同时产生片内的读写时序及地址信号以支持突发传输和单周期传输，因此使用verilog hdl语言中的状态机来完成上述功能。其状态转换，如图4所示。
5 测试结果
利用singnaltap采集到的单周期时序传输图，如图5所示。
6 结束语
以pci9054为核心介绍了cpci板卡与嵌入式cpu板卡之间高速数据通信系统接口的软硬件设计。pci9054因其灵活和方便的接口功能，使操作者只需关心local bus接口电路的时序设计，并且利用其传输速率高的特性，可以帮助一些对实时性要求较高的系统解决其传输数据的问题。
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1 系统设计
系统主要由pci9054和fpga构成，系统结构图以及信号连接如图1所示。通过利用fpga的可编程性，可实现更多的扩展功能，如与dsp，a/d等不同速率间接高速通信等。协议转换芯片pci9054的作用就是保证本地数据采集板卡和主cpu板卡之间的数据可以高速准确地传输。
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pci9054内部具有多个寄存器组，用以对其两端的工作状态和工作方式进行控制。pci9054对其内部的所有寄存器组和fifo都行了统一的地址映射，用户可以从两端通过编程访问所有fifo及寄存器组的每个字节，从而查看两端的工作状态和改变两端的工作方式。
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pci9054提供了3种物理总线接口：cpci总线接口、local总线接口和串行eprom接口。其中cpci总线接口协议在嵌入式操作系统中的驱动包已经带有，而串行eeprom的初始化是由plx公司的plxmon软件在嵌入式操作系统中进行在线烧写的，所以本系统设计的重点就是关于local总线接口的控制和传输，其接口电路示意图如图2所示。
pci9054与本地总线之间的接口称之为local bus，是cpci总线系统设计中十分重要的一环。pci9054 local bus在系统设计中，其总线直接与alter公司的ep2s90f78014芯片的数据总线相连，同时通过运用verilog hdl语言编程来实现对双口ram控制器的功能。
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