SOPC在PCI總線高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的應用

　　2.2 PCI總線異常的自動處理

　　PCI總線DMA傳輸過程中，可能出現(xiàn)的異常包括：

　　（1）PCI總線上SERR信號為高，系統(tǒng)錯誤。

　?。?）PCI總線上PERR信號為高，數(shù)據(jù)奇偶校驗錯誤；

　　（3）主設備或從設備中止傳輸；

　　（4）主設備或從設備中止傳輸，或重試次數(shù)超過門限，導致PCI橋?qū)偩€讀/寫失敗。

　　在偵察接收系統(tǒng)設計中，上述異常一旦發(fā)生，PCI接口便中斷NiosCPU,CPU接收到中斷后，通過查詢PCI橋的控制寄存器訪問（Control RegisterAccess,CRA）空間，獲得異常信息。系統(tǒng)錯誤發(fā)生時，PCI接口設備是沒有辦法恢復的，在這種情況下，NiosCPU可點亮指示燈，指示系統(tǒng)錯誤發(fā)生；其它異常情況發(fā)生后，Nios CPU可立即通過對DMA控制器的狀態(tài)空間的長度寫零來停止DMA傳輸，然后重新啟動DMA傳輸，讓系統(tǒng)從異常中恢復過來。

　　2.3 提高PCI總線DMA速率的優(yōu)化措施

　　為了盡可能提高DMA傳輸速率，本方案中共采取了以下三個方面的措施。

　　（1）PCI總線的突發(fā)傳輸與Avalon總線的流水線操作

　　為了提高系統(tǒng)傳輸速率，應充分利用PCI總線的突發(fā)傳輸特性，使PCI總線處于突發(fā)傳輸狀態(tài)。為此，在系統(tǒng)設計中，一方面使Avalon總線工作于流水線模式下，降低Avalon總線的延遲時間；另一方面適當增大緩存存儲空間，避免因緩沖區(qū)滿造成的傳輸延遲等待。

　　（2）DMA控制的優(yōu)化

　　為了使DMA傳輸更為靈活，如程序運行過程中改變DMA長度、讀寫地址、數(shù)據(jù)的幀長度，以及發(fā)生異常時程序自動恢復等，本文中使用Nio sCPU控制DMA傳輸。CPU的主要任務是在PC使能DMA和數(shù)據(jù)準備好時啟動DMA傳輸，應盡可能使程序緊湊，減少冗余操作，做到條件具備立即啟動DMA傳輸。

　?。?）功能模塊的時鐘設置

　　如圖2所示，SOPC中包括7個功能組件，為了進一步提高系統(tǒng)的速度，需要分別讓這7個組件的時鐘處于最佳狀態(tài)。PCI總線訪問相關(guān)組件的時鐘為33MHz,Nios CPU相關(guān)的組件運行在150MHz時鐘上。使系統(tǒng)在正確穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)上，最大限度地提高運行速度。

3 結(jié)束語

　　本文給出了一種基于SOPC系統(tǒng)的PCI總線高速DMA傳輸方案。與傳統(tǒng)的使用PCI橋芯片實現(xiàn)PCI總線的方案相比，該方案將PCI橋和用戶邏輯在一片F(xiàn)PGA中實現(xiàn)，減少了硬件電路的復雜度、降低了系統(tǒng)成本；采用SOPC創(chuàng)建PCI橋，大大縮短了開發(fā)周期，提高了系統(tǒng)的可靠性，且因使用了片上Nios CPU進行DMA的在線配置和自動異常處理，使DMA傳輸更加靈活。通過在EP3C120芯片上驗證，該設計能夠?qū)崿F(xiàn)大于100Mbytes /s的PCI總線DMA傳輸速率