PCI 总线学习笔记

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PCI的基本协议这里就不介绍了，由于一般的芯片协议都是集成好的，我仅仅须要大体了解即可，不须要做芯片，我感觉就不须要太了解协议。

这里解说是基于PLX 的9054(9052)芯片为基础的，本人仅仅是入门，望批评指正。

一、地址映射与传输数据

上图中间部分是9054的内部结构图，9054实际上充当了一个“桥”的作用，即所谓的“桥片技术”。9054的作用事实上是把LOCAL总线端管理的一片地址，和PCI总线端管理的一片地址一一相应起来，即所谓的地址映射，而PCI总线与PC机的CPU管理的内存地址又是一一相应的，这样就实现了桥：CPU
地址 <=> PCI 地址 <=> LOCAL 地址。

一般系统PCI地址是CPU地址一部分，关于PCI地址与系统地址关系能够看还有一篇转载博文http://blog.csdn.net/lg2lh/article/details/8041029。

上面仅仅是说了LOCAL总线与PCI总线以及CPU总线的相应关系，可是PCI技术的实际作用是进行传输数据。由内部结构图能够看出，9054内部没有什么存储单元，仅仅有几个FIFO。那系统是怎么进行传输数据的呢，大家都知道一段地址相应了一段存储空间，由上面地址映射能够知道，PCI芯片9054实际就是把LOCAL总线地址管理的外部存储空间的数据传输到PCI总线地址相应的内存空间中，及CPU的内存空间。或者是将内存中的传输数据到LOCAL总线管理的外部地址空间中去。Local端地址总线管理的存储空间一般由我们的控制芯片如FPGA或MCU提供。

二、PCI9054的基本知识

PCI9054的引脚主要分为3部分：PCI总线接口，LOCAL总线接口，及串行EEPROM总线接口。

LOCAL总线的数据宽度为32位，时钟可达50Mhz。以下介绍三种总线的作用，接口图例如以下图所看到的。

PCI总线接口：负责与PC机PCI总线通信，要接至PCI板卡的金手指处，对32位系统，金手指一共120跟信号线，A,B两面各60根，1-62，当中50,51处，无金手指引脚，共60根。

LOCAL总线接口：主要负责LOCAL端地址数据管理，与外围CPLD或MCU相连。

串行EEPROM总线接口：主要负责PCI9054的全部的寄存器配置，将寄存器配置烧写至EEPROM，PCI设备上电后载入EEPROM内容，完毕PCI9054的寄存器配置。主要包含：PCI配置寄存器，PCI本地配置寄存器，执行时间寄存器，DMA配置寄存器，I2O信息寄存器（消息队列寄存器？）。

PCI9054的PCI总线与LOCAL总线传输数据主要有三种模式：主模式，从模式，DMA模式。

而LOCAL总线的控制也有三种模式，M,C,J模式。当中经常使用C模式：地址数据总线非复用模式。

三、PCI9054的寄存器之间的关系

前面第一节讲到了PCI总线与LOCAL地址映射，以及PCI地址与PC机内存空间映射，一般PC机就觉得PCI地址就是内存空间地址，所以解决的就是把LOCAL总线管理的地址空间与内存空间地址相应起来，以下讲一下怎样通过9054寄存器配置映射关系。

要明白，是通过PLX_MON这个软件按要求配置好各寄存器内容，然后将数据烧写到EEPROM中，共17字。

首先看一下PCI9054寄存器主要有哪些，前面已说主要有五部分：PCI配置寄存器，PCI本地配置寄存器，执行时间寄存器，DMA配置寄存器，I2O信息寄存器（消息队列寄存器）

1、 PCI配置寄存器：主要用来配置与PCI总线相关的寄存器，比如，设备ID，供应商ID，类别代码，版本，系统供应商ID，子系统ID等。PCI设备ID为9054，供应商ID为10B5，类别代码0680。相应寄存器例如以下：

主要介绍一下最后四个寄存器，这四个主要完毕LOCAL端总线相关的寄存器在PCI总线的映射，以及LOCAL总线管理的地址空间在PCI总线上的映射。这四个寄存器都是由系统进行配置的，无法通过EEPROM配置。当中PCIBAR0，PCIBAR1，比較好理解，就是把LOCAL总线配置寄存器，DMA寄存器，执行寄存器映射到相应的内存空间去，配置的值就是他们在内存空间的起始地址。

以下介绍PCIBAR2，PCIBAR3寄存器，后面会提到LOCAL总线管理了两部分地址空间，space0和space1。PCIBAR2，PCIBAR3就是把这两部分映射到PCI总线地址上，即把这两个空间映射到PC机的内存空间。PCIBAR2的配置值就是LOCAL总线端space0空间映射到PCI内存空间的起始地址，PCIBAR3的配置值则是LOCAL总线端space1空间映射到PCI内存空间的起始地址。而LOCAL总线端SPACE0和SPACE1在local端的实际地址及范围，则是由LOCAL配置寄存器决定。以下介绍LOCAL端配置寄存器。

2、 LOCAL配置寄存器

SPACE0相应的寄存器。

LAS0RR：SPACE0基地址寄存器。这个寄存器与PCI总线的PCIBAR2寄存器相互相应，即LOCAL端的FPGA(MCU)就是通过訪问这个地址来訪问PCIBAR2所指的PCI内存空间。

若此时LAS0RR设为0x80000001，而PCIBAR2设置值是0XE7000000.则对于PCI空间0XE7000000的訪问就会映射到对本地空间0x80000001的訪问。映射图例如以下。

LAS0BA：SPACE0空间的地址范围，在EEPROM的设置值是实际范围的补码。

LAS1RR， LAS1BA与上面两个同样，仅仅是用来映射SPACE1空间起始地址和范围的，不再赘述。

 

3、 DMA配置寄存器

4、 寄存器配置方法

最后介绍一下EEPROM配置字，配置字有长载入模式和额外长载入模式，当中长载入模式共17个长字，额外长载入模式则22个长字。当中LAS1RR， LAS1BA这两个寄存器是在额外长载入模式中配置的。对PLX9054最重要的配置就是完毕对PCI寄存器和LOCAL寄存器的配置。17长字与22长字详细载入内容例如以下表。