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2010年2月20日  

2010-03-21 18:56:02|  分类: 道听途说 |  标签: |举报 |字号 订阅

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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     写上层应用程序

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原因,另一方面是驱动设计的效率会多少打点折扣。所以如果能用9054的DMA方式达到接近100MB/s的带宽的话,已经是相当不错了。在据我所知的实际应用中,通常却并不需要PCI卡达到如此高的带宽,十几M或者几十M就足够用了,所以选用9054还是有较多富余的,设计风险比较小。

芯片选定后,就要开始原理图的设计了,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。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。通常采用的是C模式,可以降低开发难度。

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。在线烧录很方便,避免每次烧写EEPROM都要插拔一下芯片,可以提高芯片的使用寿命,而且不用烧录机,节省了成本。 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。

第二步 开始进入驱动程序设计大多数设备驱动程序也无非这几步:打开设备,设备初始化,设备读写,关闭设备。有些还要有中断服务程序在里面。驱动设计可以有两种方法,一种是自己做,windows系统下的驱动用的最多的也就是DDK,driverstudio, windriver这几种工具,其中DDK的效率最高,但是写起来也是难度最大的,绝对是高手才会采用的方法。多数人使用driverstudio和windriver,这两种工具编写出来的程序也称之为WDM(windows device module)程序。DDK应该是最底层的windows驱动开发工具,后两种是集成开发工具。打个比方,如果DDK相当于C语言的话,driverstudio可以类比于VC++,而windriver则可以类比于VB,从这个类比中,也可以看出它们的开发难度和执行效率的对比。后两种集成开发方法都可以先把卡插到PCI槽中,先找到设备,然后根据设备生成一个驱动程序的框架,然后我们可以修改相应的部分以完成我们最后的驱动程序。

最后一步就是写测试程序了,因为要测试我们的卡能否进行正常读写,至少要有一个简单的应用程序来协助,我们可以由驱动程序做一些API(application program interface,即应用程序接口)出来,然后调用这些API写测试程序。当然最终的目的还是针对我们具体的应用写出完善的应用程序,测试程序其实也就是最终应用程序的简化版。

以上这些是笔者通过自身的设计经历及体会写的一些东西,不足之处是其中对驱动程序的设计和配置数据的探讨较少,以后有时间会陆续写相关的东西出来,如果各位朋友有好的设计经验和建议,欢迎多多交流,共同进步。

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