PCI總線I／O時序波形觀測及分析

　　PCI總線(Peripheral Component Interconnect)即外設(shè)部件互連，是一種新型的、同步的、高帶寬的、獨立于處理器的總線。從1992年創(chuàng)立規(guī)范到如今，PCI總線已成為了事實上計算機的標(biāo)準(zhǔn)總線。其所以能在各類總線中脫穎而出，是因為其具有傳輸速度快、支持無限猝發(fā)讀寫方式、支持并行工作方式、獨立于處理器、提供4種規(guī)格、數(shù)據(jù)線和地址線采用了多路復(fù)用結(jié)構(gòu)、支持即插即用功能等特點。本文重點介紹了PCI總線的寫周期的時序波形的測量技術(shù)及分析方法，給出了時序波形的分析結(jié)果。

　　2 PCI總線的功能

　　2.1 連接到PCI總線上的設(shè)備

　　連接到PCI總線上的設(shè)備分為兩類：

　　(1)主控設(shè)備(master)：PCI支持多主控設(shè)備，主控設(shè)備可以控制總線、驅(qū)動地址、數(shù)據(jù)及控制信號；

　　(2)目標(biāo)設(shè)備(target)：不能啟動總線操作，只能依賴于主控設(shè)備向他進(jìn)行傳遞或從中讀取數(shù)據(jù)。

　　2.2 有關(guān)PCI引腳信號

　　有關(guān)PCI引腳信號說明如下：

　　AD[31～0]：地址、數(shù)據(jù)信號復(fù)用線。PCI總線支持寫猝發(fā)和讀猝發(fā)。一個總線傳輸分為 一個地址傳送階段和一個或多個數(shù)據(jù)傳送階段。有效，表示地址傳送階段開始，此時AD[31～0]包含一個32位的物理地址，選中I／O的一個字節(jié)單元或主存的一個雙字單元。接下來為數(shù)據(jù)傳送階段(IRTY和TRDY同時有效)，此時AD[7～0]包含最低字節(jié)數(shù)據(jù)，AD[31～24]包含最高字節(jié)數(shù)據(jù)。

　　C／BE[3～0]：總線指令和字節(jié)允許信號的復(fù)用線。在地址傳送階段，C／BE[3～0]上傳送的是4位編碼的總線指令。在數(shù)據(jù)傳送階段，C／BE[3～0]用作字節(jié)允許標(biāo)志，以決定數(shù)據(jù)線上的哪些字節(jié)數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)，C／BE[3～0]可依次對應(yīng)于字節(jié)3，2，1，0。

　　FRAME：周期幀信號。由當(dāng)前總線控制者產(chǎn)生，表示一個總線傳輸?shù)拈_始和延續(xù)。FRAME從無效變?yōu)橛行В砻骺偩€傳輸開始；保持有效，表明總線傳輸繼續(xù)進(jìn)行(1個或n個數(shù)據(jù)節(jié)拍正在繼續(xù))；FRAME從有效變?yōu)闊o效，表明進(jìn)入數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖詈笠粋€數(shù)據(jù)傳送階段。

　　2.3 總線指令定義

　　在地址傳送階段，C／BE[3～0]線上送出總線指令的編碼信息?？偩€指令用于對目標(biāo)設(shè)備說明當(dāng)前總線控制者正在進(jìn)行的總線傳輸類型。表1給出了總線指令的定義。

　　I／O讀：用于從一個被選中的I／O單元中讀取數(shù)據(jù)。

　　I／O寫：用于寫數(shù)據(jù)到一個被選中的I／O單元中。

　　3 測量PCI總線的I／O寫時序波形的技術(shù)及分析方法

　　測量PCI總線的I／O寫時序波形共分3個部分，如圖1所示。

　　具體的實現(xiàn)測量的過程及分析方法介紹如下

　　3.1 編寫測試程序

　　用匯編語言編寫測試程序，該程序如下：

　　3.2 制作測試板

　　PCI波形采用廈門廈華三寶計算機有限公司狀元一族主板，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)號：Q／FSl0938-1999。

　　取一塊該PCI總線實驗板，根據(jù)引腳說明，將要測試的各點用焊接的方法引出，并標(biāo)明引腳名稱，各測試點對應(yīng)關(guān)系如下：

　　3.3 建立泰克示波器與PC機2通信連接

　　利用泰克TDS210型存儲示波器的RS 232通信接口與pc機2相連，該PC機用來將示波器測出的波形轉(zhuǎn)換為．CSV文件，過程如下：

　　PC機2與泰克示波器通信連接的操作步驟：

　　(1)TDS一210型存儲示波器RS 232通信接口用專用電纜與PC機相連。

　　(2)打開存儲示波器電源，啟動PC機2。

　　(3)在PC機2窗口中點擊Wavestar for Oscillose。

　　(4)點擊Instrument manater(檢測通信連接)→Responding(檢測完成，關(guān)閉"