勇 吴清巍 来源：《电子技术应用》

     摘要：介绍了PCI接口芯片AMCCS5933的工作原理、功能特点以及在PCI板卡设计中的应用。

     关键词：PCI接口芯片

     AMCCS5933 PCI总线

     PCI总线是计算机主机中最常见的总线。它是一种高性能的32／64位地址数据复用总线，支持猝发传输，传输峰值速度可达528MB/s，而且还支持自动配置。由于PCI总线协议的复杂性，其接口电路实现起来并不容易。但采用通用PCI接口芯片却能达到事半功倍的效果。PCI通用接口芯片对于PCI协议的良好支持及其提供给板卡设计者的良好接口都大大减小了PCI板卡设计者的工作量。现有的PCI接口芯片主要有AMCC公司的AMCCS59XX系列和PLXTEGH公司的PLLLX系列。本文将对AMCC公司的AMCC5933芯片的原理及其在PCI板卡上设计中的应用进行介绍。

     1 工作原理

     AMCC5933原理框图如图1所示。由图1可知AMCC5933起到的是一个桥路的作用，即它是PCI总线与本地总线之间的一个桥路。

     AMCC5933既可以作PCI从设备，又可以作PCI主控设备。PCI配置空间可以通过一EEPROM来配置。AMCC5933为设计者提供了三种数据传输方式：PASS

     THRU方式、FIFO方式和MAILBOX方式。通过驱动程序对总线控制寄存器设置来控制总线操作和数据传输。总线控制寄存器有两组：PCI总线控制寄存器和本地总线控制寄存器，分别用来控制PCI总线和本地总线操作。

     2 AMCC5933引脚

     AMCC5933引脚图如图2所示

     3 AMCC5933在PCI板卡设计中的应用

     3.1 配置空间

     每一个PCI设备都要有相应的配置空间，AMCC5933通过EEPROM来设置配置空间，AMCC七个NVBULDER的软件，可能通过AMCCS5933对EEPROM进行读写。EEPROM可以串行，也可以为8位并行。设计者只需使用NVBUILD就可完成PCI配置空间的设置。

     3.2 总线控制寄存器的访问

     PCI总线控制寄存器只有主机才访问，主机通过PCI总线进行I／O读写操作来访问这些寄存器。

     本地总线控制寄存器只有本地逻辑才能访问，与其他有关的引脚有ADR[6..2]、BE[3.0]#、

     SELECT#、WR#、RD#和数据地址总线DQ[31..0]。

     读时序如图3所示，写时序将图中RD#替换为WR#即可。

     ADR6..2]提供被访问寄存器的地址，BE[3..0]#制定访问是双字中的哪些字节，WR#为写使能，RD#为读使能，SELECT#为操作使能，都为低电平有效。

     3.3 MAILBOX方式的使用

     AMCCS5933内部有8个MAILBOX：4个输出MAILBOX，四个输入MAILBOX。PCI方的输入MAILBOX对应于本地的输出MAILBOX，输出MAILBOX则对应于输入MAILBOX。

     MAILBOX主要用于主机方与本地逻辑之间的通信，例如传输一些自定义的控制字、状态信息等。

     主机对MAILBOX的访问通过I／O读写来完成，本地逻辑对MAILBOX的访问则通过本地控制寄存器的方式来完成。

     MAILBOX的空满状态由控制寄存器MBEF（PCI）和ABMEF（本地）来表征。

     3.4 FIFO方式下的数据传输

     3.4.1 基本数据传输

     AMCCS5933内部有两个单向FIFO：输出FIFO和输入FIFO，主机和本地逻辑可以以访问控制寄存器的方式来访问FIFO，也可以通过WRFIFO#、RDFIFO#、WFULL、RDEMPTY、BPCLK这几个引脚来直接

     写FIFO。在设计当中一般采用后一种方法。直接读写FIFO有两种工作方式：同步方式和异步方式。在同步方式下，WRFIFO#、RDFIFO#、为FIFO读写使能信号，在BPCLK的上跳沿写入和读出数据，输出引脚BPCLK输出33MHz信号。在异步方式下，WDFIFO#、RDFIFO#为FIFO

     读写信号。WRFIFO为输出FIFO满信号，RDFIFO为输入FIFO空信号。

     3.4.2 DMA的实现

     在FIFO方式下可以实现DMA传输。

     DMA传输的实现步骤：

     （1） 通过NVBUILD软件设置DMA传输的控制方为主机或本地逻辑，以下假设为主机控制。

     （2） 设置有关的PCI总线控制寄存器。

     MWAR DMA 写地址寄存器

     填入接收数据存放的起始地址

     MWTC DMA写计数器

     填入接收数据的字节数

     MRAR DMA读地址寄存器

     填入发送数据起始地址

     MRTC DMA读计数器

     填入发送数据的字节数

     （3） 启动DMA传输

     通过设置MCSR寄存器启动DMA传输。

     由本地逻辑控制的DMA传输步骤，只需将控制方式改为本地逻辑控制，然后由本地逻辑来设置相应的寄存器。

     3.5 PASS THRU方式下的数据传输

     配置空间中的基址寄存器为PCI系统资源分配（内存和I／O空间的分配）提供一种机制，PCI设备在基址寄存器中填入所需资源的类型和大小。基址寄存器的0位为1表示为内存空间，为0则表示为I／O

     空间，1、2位则指定内存或I／O空间是分配在1M地址以下，

     还是分配在任意地址空间，3位表示能否预取，4－31位表示所需分配的内存或I／O空间的大小。PCI

     BIOS启动后读取各个PCI设备配置空间中的基址寄存器，获取每个PCI设备分配所需的资源类型和大小等信息，并且为这些PCI设备分配好所选定的资源，然后再将分配的内存空间或地址空间的基地址回到PCI设备的各个基址寄存器中。

     配置空间中有6个基址寄存器，与PASS

     THRU方式有关基址寄存器1－4，基址寄存器0被指定为AMCCS5933分配I／O资源，基址寄存器6保留不用。

     PASS THRU

     方式下的数据传输的有并引脚：PASS#、PTRDY#、PTNUY#、[1：0]、PTBE[3：0]#、BE[3..0]#、PTADR#、PTWR、PTBURST#、DQ[31..0]

     PTNUM[1：0]表示由哪个基址寄存器所分配的仙存空间或I／O空间。

     PPASS THRU 方式下的数据传输主要由AMCCS5933芯片与本地逻辑电路通过上述引脚信号的交互、握手来完成，时序如图4所示。

     PASS THRU的握手时序可以通过可编程逻辑以同步状态机的方式实现，用ALTERAT

     的AHDL硬件编程语言可以很容易地实现它。

     3.6 中断的设置与产生

     AMCCS5933有两个中断引脚：INTA#和IRQ#。INTA#为PCI总线信与用于产生系统PCI中断，IRQ#是本地总线信号用于产生本地逻辑的中断。

     MAILBOX的空满变化、DMA读写传送的在都可以产生中断，中断的使用方法如下：

     A PCI设备中断INTA#

     （1）

     在配置空间中断引脚寄存器填入中断引脚单功能设备选INTA#。

     （2）

     从配置空间矢量寄存器中获取中断矢量。

     （3） 在PCI总线控制寄存器中，设置产生的条件，如MAILBOXYOC变满产生中断、DMA写完成产生中断等。

     （4） 在中断处理程序中，读取PCI总线控制寄存器INTCSR和MBEF当前值，确定中断源并做相应中断处理。

     （5）

     清中断及退出中断处理程序，清中断通过往INTCSR相应的中断标志位写“1”来完成。

     B 本地设备中断IRQ#

     （1） 在本地总线控制寄存器AINT中，设置产生的条件，如MAILBOX变满产生中断、DMA写完成产生中断等。

     （2）

     在本地中断处理程序中，读取本地总线控制器寄存器AINT和AMBEF当前值，确定中断源并做相应中断处理。

     （3）

     清中断并退出中断处理程序，清中断通过往AINT相应的中断标志位写“1”来完在。

     4 PCB板绘制要点

     （1） 推荐采用四层板。

     （2） 电源引脚加0.1μF电容滤波。

     （3） AMCCS5933 PCI数据线与插口距离小于1.5英寸。

     （4） AMCCS5933 PCI时钟线与插口距离等于（2.5±-0.1）英寸，且只能在PCB的同一层。

     （5） AMCCS5933其他PCI引脚与插口距离小于2英寸。