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PCI接口芯片s5935及其應(yīng)用
摘要：s5935是AMCC公司生產(chǎn)的 PCI接口芯片，可實現(xiàn)直通（PASS-THRU）、郵箱（MAILBOX）、FIFO/DMA三種工作方式。文章簡要介紹了這三種工作方式，并給出了s5935的WDM驅(qū)動編程。關(guān)鍵詞：PCI WDM s5935
ＰＣＩ局部總線由于具有高速率以及支持即插即用等特點在微機系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。利用ＰＣＩ接口芯片可以方便地設(shè)計ＰＣＩ規(guī)范板卡。ｓ５９３５是ＡＭＣＣ公司ｓ５９ｘｘ系列ＰＣＩ接口芯片中的一種。該芯片功能強大，可用于高速數(shù)據(jù)采集處理卡、視頻加速卡以及多媒體通信等。其主要特點如下：
●兼容ＰＣＩ２．１規(guī)范，可實現(xiàn)ＰＣＩ總線主設(shè)備和從設(shè)備功能；
●具有高達１３２ＭＢ／ｓ的傳輸速率；
●支持８／１６／３２位外加用戶總線；
●可選ｎｖＲＡＭ和擴展ＢＩＯＳ；
●具有直通、郵箱、ＦＩＦＯ／ＤＭＡ三種工作方式；
●適于３２位５Ｖ電平ＰＣＩ卡，具有１６０腳ＰＱＦＰ和２０８腳ＴＱＦＰ兩種封裝。
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１ ｓ５９３５的結(jié)構(gòu)
圖１所示是ｓ５９３５的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。ｓ５９３５中的寄存器分為ＰＣＩ配置寄存器組和操作寄存器組。前者可從ｎｖＲＡＭ的４０ｈ～７ｆｈ位載入，也可以是默認值，ｓ５９３５只能實現(xiàn)首部類型０和單功能設(shè)備配置。后者用于ｓ５９３５與外加總線的操作配置和數(shù)據(jù)傳輸（如中斷控制，郵箱入口等），從ＰＣＩ總線訪問時稱為ＰＣＩ操作寄存器組，地址為ＰＣＩ操作寄存器基址加各寄存器偏移地址；而從外加總線訪問時，稱為外加總線操作寄存器組，可通過ＡＤＲ[６:２]選擇。
ｓ５９３５的引腳接口分為ＰＣＩ總線接口、外加總線接口和ｎｖＲＡＭ接口。外加總線接口包括中斷、復(fù)位輸出、數(shù)據(jù)總線及控制引腳，這三種工作方式各有其獨立的控制引腳。
２ ｓ５９３５的工作方式
ｓ５９３５具有直通、郵箱和ＦＩＦＯ三種工作方式，其中直通方式（Ｐａｓｓ－Ｔｈｒｕ）可以實現(xiàn)ＰＣＩ總線對外加總線的實時讀寫，它可對ＰＣＩ總線讀寫時序直接響應(yīng)；郵箱方式（ＭＡＩＬＢＯＸ）可通過ＰＣＩ總線與外加總線的一方讀／寫郵箱，另一方接收中斷／查詢并寫／讀郵箱；以上兩種工作方式只能在ｓ５９３５作為ＰＣＩ從設(shè)備時實現(xiàn)。 而ＦＩＦＯ方式則可使其作為總線主設(shè)備來啟動ＤＭＡ數(shù)據(jù)傳輸。在典型的ＰＣＩ數(shù)據(jù)處理卡中，可用ｓ５９３５作為ＰＣＩ接口通過ＤＳＰ處理數(shù)據(jù)，同時使用ＦＰＧＡ完成ＤＳＰ與ｓ５９３５間的邏輯轉(zhuǎn)換；郵箱或直通方式用于主機和ＤＳＰ之間的命令和參數(shù)傳輸，ＦＩＦＯ／ＤＭＡ方式則可完成高速批量數(shù)據(jù)傳送。下面是ｓ５９３５的ＰＣＩ配置及三種工作方式在Ｗｉｎ-ｄｏｗｓ２０００下的ＷＤＭ驅(qū)動程序（ＤＤＫ編程）。
２．１ ｓ５９３５的ＰＣＩ配置
ＰＣＩ配置寄存器格式可參考ＰＣＩ協(xié)議文檔。如果不使用ｎｖＲＡＭ加載ｓ５９３５的ＰＣＩ配置寄存器，將無法實現(xiàn)ＦＩＦＯ和直通工作方式。ＰＣＩ配置寄存器中的基址寄存器ＢＡＳＥ ＡＤＤＲＥＳＳ ０對應(yīng)于ＰＣＩ操作寄存器的基地址；ＢＡＳＥ ＡＤＤＲＥＳＳ １至４則分別對應(yīng)于四個直通通道地址（無ｎｖＲＡＭ時默認為０）。上述基址寄存器的內(nèi)容可由系統(tǒng)在初始化時查詢以確定映射方式（Ｉ／Ｏ或內(nèi)存映射）、直通通道位寬和地址范圍，然后由系統(tǒng)寫入物理地址，這種具體配置方法比較麻煩（見參考文獻１和２）。同時，ｎｖＲＡＭ的４５ｈ字節(jié)的第５、６位必須置０以使能ＦＩＦＯ操作。
２．２ 直通方式
ｓ５９３５提供有四條直通通道，可以實現(xiàn)單周期和突發(fā)數(shù)據(jù)傳送。在主機驅(qū)動程序中，讀寫直通通道地址可實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，如：
ＷＲＩＴＥ ＰＯＲＴ ＵＳＨＯＲＴ?ＢＡＳＥ ＡＤＤＲＥＳＳ ３＋ＯＦＦ-ＳＥＴ ＡＤＤＲＥＳＳ，ＤＡＴＡ?；
ｓ５９３５外加總線接口部分相關(guān)引腳：
ＰＴＡＴＮ： 輸出，直通周期開始；
ＰＴＮＵＭ?１?０?： 輸出，指示四個直通通道之一；
ＰＴＢＥ?３?０?： 輸出，ＤＱ?３１?０?字節(jié)使能；
ＰＴＷＲ： 輸出，讀寫選擇；
ＰＴＡＤＲ： 輸入，ＯＦＦＳＥＴ ＡＤＤＲＥＳＳ從直通地址寄存器驅(qū)動至ＤＱ?３１?０?；
ＰＴＲＤＹ： 輸入，表明外加總線完成傳輸；
ＡＤＲ?６?２?： 輸入，選擇外加操作寄存器；
２．３ 郵箱方式
ｓ５９３５有輸入、輸出郵箱各四個，多采用中斷／查詢方式傳輸數(shù)據(jù)，外加總線則可由ＡＤＲ?６：２?和ＩＲＱ等引腳實現(xiàn)。中斷控制／狀態(tài)寄存器用于實現(xiàn)中斷的使能配置、查詢和清除，郵箱狀態(tài)寄存器可查詢郵箱狀態(tài)，通過控制／狀態(tài)寄存器可使郵箱復(fù)位。還可以通過ＥＡ?０?８?腳直接讀寫外加總線４號輸出郵箱的第三字節(jié)，這也是直連外部中斷的一種簡單方法。在Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００下，其典型ＷＤＭ驅(qū)動程序中斷相關(guān)部分模型如下（地址Ｉ／Ｏ映射）：
ＡｄｄＤｅｖｉｃｅ（）／／加載設(shè)備
? ……
ＩｏＩｎｉｔｉａｌｉｚｅＤｐｃＲｅｑｕｅｓｔ（）；
……?
ＤｉｓｐａｔｃｈＰＮＰ ? ? ／／
?……
ｃａｓｅ ＣｍＲｅｓｏｕｒｃｅＴｙｐｅＩｎｔｅｒｒｕｐｔ：
ＧｅｔＩｎｔｅｒｒｕｐｔＲｅｓ??； ／／取得中斷資源
……
ＷＲＩＴＥ ＰＯＲＴ ＵＬＯＮＧ（ＢＡＳＥ ＡＤＤＲＥＳＳ ０＋ＩＮＴＣＳＲ，ＤＩＳＡＢＬＥ ＩＮＴ ＤＷＯＲＤ） ；／／禁止中斷
ＩｏＣｏｎｎｅｃｔＩｎｔｅｒｒｕｐｔ???
……?
ＤｅｖｉｃｅＣｏｎｔｒｏｌ（）／／實現(xiàn)應(yīng)用程序中ＤｅｖｉｃｅＩＯＣｏｎ-ｔｒｏｌ函數(shù)對設(shè)備的讀寫
? ……
ｓｗｉｔｃｈ?ＣＯＮＴＲＯＬＣＯＤＥ??……
ｃａｓｅ ＥＮＡＢＬＥ ＩＮＴＥＲＲＵＰＴ： ／／使能和配置
中斷方式
ＷＲＩＴＥ ＰＯＲＴ ＵＬＯＮＧ（ＢＡＳＥ ＡＤＤＲＥＳＳ ０＋ＩＮＴＣＳＲ，ＩＮＴ ＭＡＳＫ ＤＷＯＲＤ）；
ｃａｓｅ ＷＲＩＴＥ ＤＡＴＡ：
ＷＲＩＴＥ ＰＯＲＴ ＵＬＯＮＧ（ＢＡＳＥ ＡＤＤＲＥＳＳ ０＋ＩＮＣＯＭＩＮＧ ＭＢＯＸ２ ＡＤＤＲＥＳＳ，ＤＡＴＡ）；
}
……}
ＩｎｔｅｒｒｕｐｔＨａｎｄｌｅｒ? ? ／／中斷服務(wù)函數(shù)
{ ……
ＤＷＯＲＤ＝ ＲＥＡＤ ＰＯＲＴ ＵＬＯＮＧ（ＢＡＳＥ ＡＤ-ＤＲＥＳＳ ０＋ＩＮＴＣＳＲ）?／／查詢是否使本設(shè)備產(chǎn)生的中斷及本設(shè)備以何種方式產(chǎn)生中斷
……
ＤＷＯＲＤ＝ＲＥＡＤ ＰＯＲＴ ＵＬＯＮＧ（ＢＡＳＥ ＡＤ-ＤＲＥＳＳ ０＋ＰＣＩ ＩＮＣＯＭＩＮＧ ＭＢＯＸ２）；／／假設(shè)２號郵箱收到數(shù)據(jù)產(chǎn)生此中斷
ＷＲＩＴＥ ＰＯＲＴ ＵＬＯＮＧ（ＢＡＳＥ ＡＤＤＲＥＳＳ ０＋ＩＮＴＣＳＲ，ＤＥＡＳＳＥＲＴ ＩＮＴＥＲＲＵＰＴ ＷＯＲＤ）；／／清中斷
……
ＩｏＲｅｑｕｅｓｔＤｐｃ（）；／／調(diào)用ＤｐｃＦｏｒＩＳＲ函數(shù)，完成可推遲的中斷服務(wù)
……?
ＤｐｃＦｏｒＩＳＲ? ? ?……?
２．４ ＦＩＦＯ方式
ｓ５９３５的兩條ＦＩＦＯ，分別對應(yīng)于讀、寫外加總線，它們可根據(jù)讀寫方向由ｓ５９３５自動選擇。當(dāng)外加總線作為主控設(shè)備時，使能ＡＭＲＥＮ（外加總線主控讀使能）和ＡＭＷＥＮ（外加總線主控寫使能）引腳即可啟動ＦＩＦＯ／ＤＭＡ傳輸，同時可通過相應(yīng)的引腳或寄存器得到ＦＩＦＯ狀態(tài)并復(fù)位ＦＩＦＯ。當(dāng)從ＰＣＩ總線進行ｓ５９３５主控ＦＩＦＯ／ＤＭＡ傳輸時，首先應(yīng)在中斷配置寄存器中寫ｅｎｄｉａｎ格式和中斷方式，然后寫地址和計數(shù)寄存器，最后寫ＰＣＩ控制／狀態(tài)寄存器（ＭＣＳＲ）并啟動ＤＭＡ， 在Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００下的驅(qū)動程序步驟如圖２所示，具體編程可參考郵箱方式。
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