PCI数据传输卡的详细设计经历（基于PCI9054）之一

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PCI数据传输卡的详细设计经历（基于PCI9054）之一

                                                             

去年的时候，接受公司分配的任务，做了一块PCI数据传输卡，作用是把前面板子传过来的数据上传到PC机，PC上的应用软件会进行一些后续的处理。

刚开始这个项目的时候也有些茫然，因为我以前也没做过PCI卡，只是对PCI总线的信号大概有所了解。于是开始上网查资料，把别人写的文章搜了很多下载下来，细细地看。看多了，也有点感觉了，就开始下手做。

做PCI卡无非是这三步：

一硬件原理图及PCB布板     二  写驱动程序      三  写上层测试程序

第一步应该算是比较简单。首先是PCI协议处理芯片的选型。现在最常用的有两款：即PLX公司的PCI9052和PCI9054。其区别就是9052不支持DMA传输，而9054支持DMA传输。如果你的应用对带宽要求较高的话，建议采用9054，这样比较有把握。如果带宽要求较低而又想缩减成本的话，9052是个不错的选择。这两种芯片的可参考的设计资料也比较多。

我们的产品对带宽要求其实并不算高，仅为10MB/s左右，但考虑到PCI传输的效率，谨慎起见，我还是选了9054，这样带宽会有比较多的富裕，就算设计当中驱动的效率打点折扣，也还是够用的。这里明确一下带宽的问题，如果PCI总线的速率是33MHz的话，那么它的理论传输带宽就是33Mx32b=1.056Gb/s，如果换算成字节的话，那就是1.056Gb/8=132MB/s。请注意这是理论带宽，实际设计不会达到的，因为一方面是硬件设计的问题，另一方面是驱动设计的效率不够高。所以如果能用9054的DMA方式达到几十MB/s的带宽的话，已经是相当不错了。

芯片选定后，就要开始原理图的设计了，可以登陆PLX的网站，上面提供9054的DEMO板的原理图的，我们的原理图就可以参照进行设计。其实9054这端的原理图做起来比较简单，无非是一些引脚上拉下拉的问题，画的时候只参照DEMO板的图和9054的DATASHEET就可以搞定。其中要注意的地方主要有这几个：

1．  TEST引脚要下拉，这是正常操作模式。如果上拉则是进入芯片测试模式。

2．  PCI金手指处的PRSNT1#和PRSNT2#引脚一定至少要有一个下拉，或者两个都下拉（具体可参照PCI协议V2.3），否则找不到卡。

3．  模式选择引脚MODE0和MODE1如果都下拉，是C模式，即LOCAL端的地址线和数据线是分开的；如果MODE0上拉，MODE1下拉，则是J模式，即LOCAL端的地址线和数据线复用。我采用的是C模式。

4．  这是很关键的一点，即EEPROM的EEDI/EEDO引脚的配置。有这样三种情况：

A 当不安装EEPROM时，该引脚一定要下拉，用1k的下拉电阻即可。此时启动后9054会按默认的值进行配置。

B 当安装空白的EEPROM时，该引脚需要上拉。

C当安装烧录好的EEPROM时，该引脚需要上拉。

这里解释一下：卡设计好后，如果没有配置好EEPROM的值，也可以测试卡的硬件，按A或B步骤，把卡插在PC的PCI插槽上，如果硬件设计没有问题，是可以找到卡的。所以设计的时候应将此引脚设计成上下拉，根据需要装上拉或下拉电阻。这可以避免只能等配置好EEPROM的值后才能测试卡的硬件设计正确与否。

5．  EEPROM的设计问题，9054是应该搭配93C56的，即2k容量的EEPROM，9052是搭配93C46这种1k的EEPROM。至于具体的厂商，可以选用ST的M93C56或者HOLTEK的HT93LC56，PLX公司的网站上有EEPROM的选型指导，可以下载来看。据我的调查，市场上很容易买到ST的这种片子，其他品牌的不是太好买。另外，如果你是有烧录机，打算将ROM烧录过后再安装在板子上，那么采用插件的芯片比较方便，如果采用贴片的，烧录机要有相应的烧录SOP-8的转接头才行。如果你是打算在线烧录，可以采用贴片的SOP-8的封装的片子，直接把空白的片子焊接在板子上即可，关于在线烧录，以下会详细解释。

其实特别注意的这几条，9054的DATASHEET也都有提到，只是我挑出来着重强调一下，其他引脚的设计就请参照DATASHEET及PLX的网站上的一些资料来做，无非是些上下拉之类的。

原理图设计完毕就是布板了，根据PCI协议的推荐，最好还是布成四层板，我的也是布成了四层，我也听说有布成双面板的。不过如果你是做有一定批量的产品，为了稳定性，还是要布四层比较好。需要注意的也就这几点：

1．  LOCAL端的时钟输出的地方要加一个22或者33的小电阻，可以提高时钟信号质量。

2．  PCL总线端的时钟也就是PCLK引脚到金手指的走线长度要为2500±100mil，如果直线距离太短可以绕成曲线来布。

3．  PCI总线的地址数据线要在1500mil左右，其实走长一些也没关系，但最好还是遵照手册上说的要好一些吧。

4．  这也是蛮搞笑的一点，金手指的AB面不要走反了哦，呵呵，这种情况不是没出过，我以前接触过的类似的情况的。金手指的宽度也不要太窄，以免接触不良，这些在网上都有相应的标准，可以找些来看。最好是有一个现成的PCI卡放在手边作为参照，免得犯一些低级错误。

如果设计完成后把卡插在PC插槽上能找到卡的话，硬件设计问题应该不大，如果找不到，就要按我上面说的去查一些关键点了。