來源：微計算機信息 作者：高建華

    0 引言

    8位單片機在嵌入式系統中應用廣泛，然而讓它直接與pci總線設備打交道卻有其固有缺陷。8位單片機只有16位地址線，8位數據端口，而pci總線2.0規范中，除了有32位地址數據復用ad[3～0]外，還有frame、irdy、trdy等重要的信號線。讓單片機有限的i/o端口來直接控制如此眾多的信號線是不可能的。一種可行的方案就是利用cpld作為溝通單片機與pci設備間的橋梁，充分利用cpld中i/o資源豐富、用戶可自定制邏輯的優勢，來幫助單片機完成與pci設備間的通信任務。

    1 pci接口設計原理

    1.1 pci總線協議簡介

    這里只討論pci總線2.0協議，其它協議僅僅是在2.0的基礎上作了一些擴展，僅就單片機與pci設備間的通信來說，意義不大。pci總線是高性能局部總線，工作頻率0～33mhz，可同時支持多組外圍設備。在這里，我們只關心單片機與一個pci設備間通信的情況，而且是以單片機與cpld一方作為主控方，另一方作為pci從設備。這樣做的目的是為了簡化問題，降低系統造價。

    pci總線上信號線雖然多，但并不是每個信號都要用到。實際上pci設備也并不會支持所有的信號線，比如錯誤報告信號perr與serr在網卡中就不支持。我們可以針對具體的應用選擇支持其中部分信號線，還有一些信號線可以直接連電源或接地。下面簡單介紹一下常用信號線的功能。

    ad[31～0]：地址數據多路復用信號。在frame有效的第一個周期為地址，在irdy與trdy同時有效的時候為數據。

    c/be[3～0]：總線命令與字節使能控制信號。在地址中傳輸的是總線命令；在數據期內是字節使能控制信號，表示ad[31～0]中哪些字節是有效數據。以下是總線命令編碼的說明：

     c/be[30]# 命令類型說明c/be[30]# 命令類型說明

     0 0 0 0 中斷應答 1 0 0 0 保留

     0 0 0 1 特殊周期 1 0 0 1 保留

     0 0 1 0 i/o讀1 0 1 0 配置讀

     0 0 1 1 i/o寫1 0 1 1 配置寫

     0 1 0 0 保留 1 1 0 0 存儲器多行讀

     0 1 0 1 保留 1 1 0 1 雙地址周期

     0 1 1 0 存儲器讀 1 1 1 0 存儲器一行讀

     0 1 1 1 存儲器寫 1 1 1 1 存儲器寫并無效

    pci總線上所有的數據傳輸基本上都由以下三條信號線控制。

    frame：幀周期信號。由主設備驅動，表示一次訪問的開始和持續時間，frame有效時（0為有效，下同），表示數據傳輸進行中，失效后，為數據傳輸最后一個周期。

    ird：主設備準備好信號。由主設備驅動，表示主設備已經準備好進行數據傳輸。

    trdy：從設備準備好信號。由從設備驅動，表示從設備已經準備好進行數據傳輸。當irdy與trdy同時有效時，數據傳輸才會真正發生。

    另外，還有idsel信號用來在配置空間讀寫期間作為片選信號。對于只有一個pci從設備的情況，它總可以接高電平。idsel信號由從設備驅動，表示該設備已成為當前訪問的從設備，可以不理會。

    在pci總線上進行讀寫操作時，pci總線上的各種信號除了rst、irq、irqc、irq之外，只有時鐘的下降沿信號會發生變化，而在時鐘上升沿信號必須保持穩定。

    1.2 cpld設計規劃