基于PEX8111的CompactPCI Express 混合橋接板設(shè)計(jì)
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在過去幾年里，由于數(shù)據(jù)輸入／輸出的要求不斷提高，使用戶對(duì)數(shù)據(jù)總線帶寬提出更高的要求，由此產(chǎn)生了很多基于高速序列構(gòu)架的傳輸標(biāo)準(zhǔn)。包括PCI Ex-press，HyperTransport，InfiniBand，RapidIO和Star-Fabric等。
2002年第2季度PCISIG組織發(fā)布了PCI Express1．0規(guī)范，定位于設(shè)計(jì)成一種系統(tǒng)互連接口。該組織又于2005年第3季度發(fā)布PCI Express規(guī)范在工業(yè)控制領(lǐng)域的規(guī)范PICMG EXP．0 CompactPCI Express Specification R1．0，被稱之為CompactPCI Express(在下文中簡稱為CPCIe)規(guī)范。
CPCIe系統(tǒng)可以兼容CPCI模塊，具體的實(shí)現(xiàn)方法是在系統(tǒng)中加入CPCIe到CPCI的橋接模塊，該模塊被稱為混合橋接模塊。
進(jìn)行混合橋接電路的設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)以下內(nèi)容：
(1)PCI部分接口的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)；
(2)PCIe總線接口設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。
1 設(shè)計(jì)原理
如圖1所示，該模塊由XSJ4連接提供3．3 V電源，在板上使用DC-DC電壓轉(zhuǎn)換模塊，將3．3 V電壓轉(zhuǎn)換為1．5 V電壓，提供給PEX8111使用。PEX8111的上行端口(Upstream)為x1的PCI Express接口，下行接口(Downstream)為32位／33 MHz的PCI總線，該P(yáng)CI接口可以實(shí)現(xiàn)PCI總線的Host功能。
2 實(shí)現(xiàn)方法
2．1 主要原器件選擇
在該設(shè)計(jì)中采用成熟技術(shù)，選用常用、可靠的控制芯片，結(jié)合一些常用的外圍電路和專用電路實(shí)現(xiàn)全部的功能，即選擇PEX8111作為接口芯片，利用功能芯片實(shí)現(xiàn)硬件邏輯。
PEX8111是PLX公司推出的專門用于PCI Ex-press和PCI總線之間橋接的芯片，它包含1個(gè)x1的PCI Express端口和1路32位PCI接口。它的外圍電路少，設(shè)計(jì)簡單。
2．2 PCI Express硬件接口實(shí)現(xiàn)
每個(gè)PCI Express的端口包括兩部分信號(hào)，端口控制信號(hào)和通信信號(hào)。端口控制信號(hào)包括熱插拔控制信號(hào)、時(shí)鐘使能信號(hào)、電源使能信號(hào)等。通信信號(hào)主要由lane信道組成，每個(gè)lane信道包含收發(fā)差分信號(hào)對(duì)各一個(gè)，每個(gè)PCI Express的端口包含的lane信道數(shù)是可以伸縮配置的，也就是說包含lane信道的數(shù)目是可變的，在該模塊中單個(gè)端口包含1個(gè)lane信道。在lane信道上傳輸?shù)氖歉咚俨罘中盘?hào)，在每個(gè)信號(hào)差分對(duì)上信號(hào)的最高的傳輸速率可以達(dá)到2．5 Gb／s。在兩個(gè)設(shè)備之間互連的lane信道需要加入電容隔離直流信號(hào)，考慮到傳輸信號(hào)的頻率，電容的封裝尺寸一般為0402，小的尺寸可以降低電容的串聯(lián)等效電感，提高電容在高頻信號(hào)區(qū)域的使用性能。
評(píng)論