[发明专利]基于PCI9054的多总线通信板卡电路及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及多总线板卡通信领域，具体的说是一种基于PCI9054的多总线通信板卡电路及控制方法。

背景技术

PCI总线由ISA总线发展而来，具有传输能力强、多总线共存、独立于CPU以及自动识别配置外设等特点，目前被广泛应用于工控测试系统中。

目前，有关PCI的设计一直是众多学者研究的热点之一，其中杭州忆恒科技有限公司的贺惠农申请的中国发明专利《一种PCI总线的高速数据通讯接口卡》的公开号为CN1700148，公开日为20051123，公开了一种采用CPLD+PCI9054的方案研制的PCI总线板卡，哈尔滨工业大学的陈兴林等人申请的中国发明专利《适用于多总线协议、多扩展接口的信号采集板卡》，公开号为CN104020691A，公开日为20140903，公开了一种采用FPGA+DSP的方式进行多路总线通讯，但以FPGA为微处理器，以PCI9054总线协议芯片，研制一张具有多总线(1路RS232总线、3路RS422总线)的通信卡的研究一直长期被忽视。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于市面上存在的PCI总线卡大多只能实现单一总线的通讯，具有PCI总线+1路RS232总线+3路RS422总线的多总线通信板卡的研究长期被忽视的现状，本发明针对目前PCI总线通讯模块的研制现状，为掌握PCI板卡设计及其通信原理，开发基于PCI接口的多总线通信卡，在对PCI9054及其PCI卡开发流程进行系统全是的基础上，以PCI9054位PCI接口协议芯片，以CycloneⅢ系列FPGA(EP3C5E144C8)位本地总线控制器，采用“FPGA+PCI9054”架构，设计一种基于PCI接口的具有1路RS232、3路RS422收发的多总线通信卡，给出该模块的硬件设计与软件开发(包括基于VC++的上位机测试软件与基于Verilog的板卡代码)，并对其通信功能进行试验验证。

所设计的板卡基于PCI总线，将RS232总线、RS422总线进行整合，而不是设计基于PCI总线的RS232总线卡或RS422总线卡，可实现PCI总线与RS232总线、RS422总线之间的相互通信。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

基于PCI9054的多总线通信板卡电路，包括主芯片、电源电路、JTAG电路、配置电路、复位电路、时钟电路、EEPROM电路、PCI接口电路，所述主芯片分别连接有所述电源电路、JTAG电路、配置电路、复位电路、时钟电路、PCI电路，所述PCI电路连接有EEPROM电路。

所述主芯片采用Cyclone III系列FPGA(EP3C5E144C8芯片)为处理器。

所述电源电路包括产生1.2V、2.5V、3.3V、5V的工作电压电路，其中1.2V工作电压由ASM1117-1.2元件提供，2.5V工作电压由ASM1117-2.5元件提供,3.3V工作电压由ASM1117-3.3元件提供，5V工作电压由ASM1117-5元件提供。

所述时钟电路由一个50MHz的有源晶振产生，所述复位电路包括一个低电平复位芯片MAX706SESA，所述配置电路包括串行配置器件EPCS16。

所述PCI电路包括PCI9054芯片，所述EEPROM电路为所述PCI9054芯片提供配置信息。

所述EEPROM电路包括芯片十一，所述芯片十一为EEPROM芯片93LC56L，所述芯片十一的3脚与4脚相连后串接有电阻二十一，所述电阻二十一串接有按键七后接地，所述电阻二十一远离所述按键七的一端连接有电阻十六，所述电阻十六串接有按键八后接电源VDD，所述芯片十一的5脚接地，所述芯片十一的6脚串接有电阻十七后接电源VDD，所述芯片十一的7脚串接有电阻十八后接地，所述芯片十一的8脚连接电源VDD。

一种基于PCI9054的多总线通信板卡电路的控制方法，包括步骤：

S1)上位机启动DMA传输发送命令帧；

S2)FPGA解析命令帧；

S3)若命令传输方向为PCI-Local，则转至步骤S4)，若命令传输方向为Local-PCI，则转至步骤S7；

S4)根据命令选择通道，上位机向FPGA发送数据；

S5)数据存入PCI板卡的FIFO；

S6)数据被选中的通道发出；

S7)根据命令选择通道，将被选中通道数据存入PCI的FIFO；

S8)判断PCI的FIFO中是否有数据，若有则进入步骤S9)，若没有则返回步骤S7)；

S9)读取FIFO中的数据。