基于CPCI總線的多網(wǎng)口卡設(shè)計(jì)

以太網(wǎng)(Ethernet)作為應(yīng)用最廣泛的局域網(wǎng)技術(shù)異軍突起，已經(jīng)迅速走向工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的前臺。CPCI總線系統(tǒng)插槽有限，設(shè)計(jì)基于CPCI總線的多網(wǎng)口卡可節(jié)省空間，又可以滿足狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)要求的實(shí)時(shí)和大數(shù)據(jù)量傳輸。

1 模塊總體設(shè)計(jì)
該模塊采用CPCI并行總線進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖1給出該模塊總體設(shè)計(jì)框圖，其中，通過PCI橋擴(kuò)展總線分別連接4片INTEL82551，由于INTEL82551內(nèi)部已集成PCI接口，PCI橋可實(shí)現(xiàn)與INTEL82551之間的無縫連接。J1和J2為CPCI的接口插件。

2 CPCI總線結(jié)構(gòu)模塊
2．1 原理和結(jié)構(gòu)
在1條PCI總線上如果連接過多的電氣負(fù)載或設(shè)備，總線不能正常工作。通過在系統(tǒng)內(nèi)另外增加1條或多條PCI總線，問題可以得到解決。在系統(tǒng)內(nèi)擴(kuò)展另1條PCI總線，唯一的方法是使用PCI-PCI(即P2P)橋進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展。P2P橋是特殊的PCI設(shè)備，可把系統(tǒng)中的PCI總線粘合在一起。P2P橋在系統(tǒng)中連接主從兩條PCI總線，它作為上一級總線的一個(gè)負(fù)載，通過對PCI信號的重新驅(qū)動(dòng)和仲裁，而向下可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)總線段。
其作用是協(xié)調(diào)2條PCI總線之間的數(shù)據(jù)傳輸，監(jiān)視在這兩條PCI總線上啟動(dòng)的所有交易，并決定是否將交易傳送通過另一條PCI總線。當(dāng)橋確定將一條總線上的交易傳送到另一條總線時(shí)，橋必須充當(dāng)交易總線的總線目標(biāo)，以及交易的目的總線的主設(shè)備。系統(tǒng)設(shè)計(jì)者也可以安裝多個(gè)P2P橋。
2．2 PCI2050B簡介
根據(jù)系統(tǒng)集成的特性，這里選擇TI公司的PCI2050B橋接器來實(shí)現(xiàn)P2P橋。PCI2050B屬于透明的PCI-PCI橋，在2個(gè)32位最高工作頻率66 MHz的PCI總線之間提供橋連接。該橋支持突發(fā)模式(burstmode transfers)，極大增加了數(shù)據(jù)的吞吐量，橋的總線數(shù)據(jù)路徑(tmstraffic paths)獨(dú)立工作。橋的主、從總線分別可以工作在3．3 V或者5 V的環(huán)境下，而橋的核心邏輯工作在3．3 V，以減少功耗。主機(jī)軟件通過內(nèi)部寄存器對橋進(jìn)行操作。通過內(nèi)部寄存器既可以得到標(biāo)準(zhǔn)PCI的狀態(tài)，也可以對主、從總線進(jìn)行控制。橋的PCI配置頭只能通過主PCI接口來操作。PC-I2050B帶9個(gè)從總線，除了為每個(gè)從總線提供內(nèi)部仲裁外，也可為系統(tǒng)提供外部仲裁。PCI2050B提供10個(gè)從側(cè)時(shí)鐘輸出。
2．3 PCI橋的設(shè)計(jì)
根據(jù)該模塊總體設(shè)計(jì)框圖，系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要注意以下幾個(gè)方面。