嵌入式系统嵌入式系统/ARM技术中的基于技术中的基于PCI9054和和LTC4240的的CPCI总总
线接口设计线接口设计
CPCI总线简介 CPCI总线是一个开放式、国际性技术标准，由PCI总线工业计算机制造商组织PICMG（PCI
Industrial Computer Manufacturer Group）负责制定和支持。CPCI总线具有严格的标准和规范，保证其具有良
好的兼容性，支持多种处理器和操作系统，符合CPCI规范的扩展卡可插入任何CPCI系统并可靠地工作。CPCI
标准将外设组件互连（PCI）标准特性与支持嵌入式应用的坚固机械外形完美结合在一起，其性能特征是专门针
对工业环境而量身定制的。简单的说：CPCI总线=PCI总线的电气规范+标准针孔连接器+欧洲卡规范。CPCI基
于ICMG2.0规范，其电气特
CPCI总线简介
CPCI总线是一个开放式、国际性技术标准，由PCI总线工业计算机制造商组织PICMG（PCI Industrial Computer
Manufacturer Group）负责制定和支持。CPCI总线具有严格的标准和规范，保证其具有良好的兼容性，支持多种处理器和操
作系统，符合CPCI规范的扩展卡可插入任何CPCI系统并可靠地工作。CPCI标准将外设组件互连（PCI）标准特性与支持嵌入
式应用的坚固机械外形完美结合在一起，其性能特征是专门针对工业环境而量身定制的。简单的说：CPCI总线=PCI总线的电
气规范+标准针孔连接器+欧洲卡规范。CPCI基于ICMG2.0规范，其电气特性与PCI总线相同，因此用户的软件和普通PC机兼
容，现有的PCI外围卡也可以很容易地移植到CPCI平台上。CPCI使用高密度针孔总线连接器，和使用金手指连接器的PCI卡
相比，具有连接更可靠，完全气密的特点，模块的抗震性和抗腐蚀性高。CPCI还支持热插拔，即可在不关机状态下插入或取
出板卡。热插拔的优点在于能增强系统性能或诊断系统故障而无需关闭系统，这对很多应用来说十分重要。
另外，CPCI在32位/33MHz系统中能够提供132MB/s的背板传输能力，在64位/66MHz系统配置情况下的性能为528 MB/s。在
对带宽要求高的场合CPCI具有很强的优势。
除了上述所有的优点，CPCI还具有非技术性的优势，即经济实用、可快速推向市场以及高可靠性。所以，在当今的工控、通
信、军事等诸多要求高可靠性领域中CPCI总线已经取代了ISA、STD等其它总线，成为主流总线形式。
C PCI系统硬件方案概述
CPCI系统由机箱、电源、总线背板和功能单元组成。一般而言，CPCI机箱内部就带有电源和总线背板，其中CPCI总线背板
如图1所示。
CPCI系统最多能加载的CPCI功能单元数取决于机箱所能提供的槽数n：一个CPCI系统由1个系统槽和(n-1)个外围槽组成。在
CPCI系统中，系统槽为系统提供仲裁、时钟、中断和复位功能，这些信号对总线上所有的功能单元起作用。
在这个CPCI系统中，我们研制的实际上是一块功能单元板，其硬件框图如图2所示。
由于数字信号处理部分计算量大，且实时要求高，我们采用了FPGA和DSP协同处理数据的方案。在数字信号处理时，低层的
信号预处理算法处理的数据量大，对处理的速度要求高，但运算结构相对简单，因而适于用FPGA进行硬件实现，相比之下，
高层处理算法所处理的数据量相对较小，但算法的控制结构复杂，适于用运算速度高、寻址方式灵活、通信机制强大的DSP
芯片来实现。
CPCI总线控制以及通信协议十分复杂，一般需要选用专门的处理芯片。我们这里选用了PLX公司的PCI9054芯片，而电源管
理选用了凌力尔特公司的LTC4240芯片。
CPCI总线接口设计
PCI总线接口的实现
设计PCI接口的实现通常有两种方法：一种是用可编程器件FPGA或CPLD，另一种是用专用PCI接口芯片。二者各有优缺点：
利用可编程器件自行设计PCI接口逻辑，可以根据具体的应用需要，优化接口逻辑，灵活性是该方法最大的特点，且接口逻辑
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