摘　要：介紹一種基于PCI總線的高效鏈式DMA控制器的設(shè)計與實現(xiàn)，用于高速寬帶的計算機外設(shè)接口。利用Altera公司的PCI核——PCI_MT32搭建基于此控制器的數(shù)據(jù)采集平臺，并成功應(yīng)用在DVB數(shù)據(jù)接收卡中。

　　1991年P(guān)CISIG（外圍部件互連專業(yè)組）成立，提出了PCI的概念A(yù)ltera公司提供的軟件包：PCICompiler可以參數(shù)化地生成用于PCI接口的IP核——Megacore。該IP核包含了PCI控制電路的所有功能，完成總線協(xié)議的轉(zhuǎn)換，并將復(fù)雜的、電氣和時序要求高的PCI轉(zhuǎn)換為易于操作的本地接口邏輯。用戶可以基于其生成的IP核模塊，設(shè)計自己的外部設(shè)備接口邏輯。Altera的MegaCore包括四種類型：PCI_MT64、PCI_MT32、PCI_T64和PCI_T32。它們都具有靈活的通用接口，遵循PCI協(xié)議2.2版，嚴格的工業(yè)級驗證和多款優(yōu)化FPGA?？紤]通常的PC主板都支持32位PCI，而且DMA控制器必須工作在主模式下，因此選擇了PCI_MT32，其模塊結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　·參數(shù)化的配置寄存器：保存PCI設(shè)備的基本信息，可以通過軟件參數(shù)設(shè)定寄存器。

　　·地址數(shù)據(jù)緩存：緩存PCI總線上的地址數(shù)據(jù)。

　　·主模式接口控制模塊控制模塊：在主模式下對PCI總線的操作。

　　·從模式接口控制模塊：在從模式下對PCI總線的操作。

　　·奇偶校驗器：當校驗出錯時，生成一個報錯信號輸出到配置寄存器。

　　·本地主模式控制模塊：主模式下，控制本地邏輯的接口。

　　·本地從模式控制模塊：從模式下，控制本地邏輯的接口。

　　·本地邏輯接口模塊：控制本地端接口的地址、數(shù)據(jù)、控制、字節(jié)使能等。

　　1DMA控制器

　　針對高帶寬、低延時和大數(shù)據(jù)量的多媒體數(shù)據(jù)，設(shè)計了基于PCIcore的DMA數(shù)字衛(wèi)星電視接收卡。DVB協(xié)議中的基本數(shù)據(jù)單元為192字節(jié)，因此把一次DMA傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包定為192字節(jié)。

　　1.1DMA控制器的結(jié)構(gòu)

　　DMA控制器由DMA寄存器、描述符描述符FIFO、DMA狀態(tài)機、數(shù)據(jù)通道RAM四個模塊構(gòu)成，如圖2所示。

　　DMA寄存器是主機控制DMA的窗口，包括控制狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器、地址寄存器、字節(jié)寄存器、中斷狀態(tài)寄存器和中斷屏蔽寄存器。描述符FIFO是一個32×256的FIFO，在鏈式DMA模式下可以暫存128組DMA的描述符。DMA狀態(tài)機是控制PCI總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮诵?，主模式下的DMA有主模式寫和主模式讀兩種類型。主模式寫是把數(shù)據(jù)通道RAM里的數(shù)據(jù)包通過PCI總線傳送到從設(shè)備，主模式讀則讀取從設(shè)備的數(shù)據(jù)包傳送到數(shù)據(jù)通道RAM中。