基于FPGA的PCI接口设计

左侧PCI信号是符合PCI规范的标准信号，在这里不多加解释。下面重点介绍右侧用户逻辑接口local信号：
L_aci 31 0 ，local侧地址、数据输入信号。
L_cbeni 3 0 ，local侧命令、字节使能输入信号，位定义及时序符合PCI规范。
L_dato 31 0 ，local侧数据输出信号。
L_adro 31 0 ，local侧地址输出信号。
L_beno 30 ，local侧字节使能输出信号，位定义及时序符合PCI规范。
L_cmdo30，local侧命令输出信号，位定义及时序符合PCI规范。
Lt_rdyn,local侧目标设备准备好信号(target ready),对pci_t32是输入信号。
Lt_discn,local侧目标设备通过置低该信号请求pci_t32向PCI 侧主设备发出断开连接信号(disconnect request),对pci_t32是输入信号。
Lt_abortn,local侧目标设备通过置低该信号来请求pci_t32向PCI 侧主设备发出放弃操作信号，对pci_t32是输入信号。
Lt_irqn,local侧目标设备中断请求信号，对pci_t32是输入信号。
Lt_framen,PCI主设备通过pci_t32读写local侧目标设备时，pci_t32置低该信号(输出信号).
Lt_ackn,当为目标写操作时，PCI_t32置低该信号（输出信号），表示数据有效；当为目标读操作时，PCI_t32置低该信号(输出信号)，表示已准备好读数。
Lt_dxfrn，输出信号，表示local 目标设备数据传输成功。
Lt_tsr 11 0，输出信号，控制local目标设备状态寄存器。
Cmd_reg 5 0，配置命令寄存器输出信号。Bit0,I/O操作使能；bit1，Memory操作使能；bit2，保留；bit3，memory写无效使能；bit4，奇偶校验出错响应使能；bit5，系统出错响应使能。
Stat_reg 5 0 ，配置状态寄存器输出信号。

3 读写操作时序分析与设计要点

pci规范中定义了两种读写操作，即Memory和I/O的读写。Pci_t32的读写操作包括：32位的Memory单周期读写、Memory猝发读写、I/O单周期读写以及配置读写。Pci_t32 的Memory读写分为单周期和猝发两种模式，而I/O的读写只有单周期模式。所谓猝发模式，即在给出首地址后，主设备连续读写多个数据，用户设备应能对首地址自动加1。配置读写是指pci主设备对pci_t32的配置空间寄存器进行读写操作，pci主设备与pci_t32之间的接口是无缝连接。本文只分析32位Memory单周期读写时序，其它模式的读写时序大同小异，此略。

3.1 Memory 读操作
pci_t32的单周期memory read操作时序如图2所示。

时序分析及用户逻辑设计要点：pci主设备在第2个clk给出要读的目标地址ad 31 0 和Memory读命令cben 3 0 =6,pci_t32在第3个clk向用户设备给出读目标地址1_adro 31 0和Memory读命令l_cmdo 3 0 =6。用户设备要对l_cmdo 3 0 译码来判断是何种操作，对l_adro 31 0 译码来选择目标地址。在lt_framen输出为低的下个时钟周期，若用户设备逻辑准备好要输出的数据，可以置低lt_rdyn。若用户逻辑没有准备好，可以延迟置低lt_rdyn来产生延时等待周期。当lt_dxfrn输出为低电平时(第6个clk)，pci用户设备必须将目标地址的数据D0放到l_adi 31 0 ，用户逻辑可以用lt_dxfrn来作为存储单元的输出使能信号(/Output Enable)。这样，在第7个clk的上升沿pci_t32可以采样到数据D0。在第8个clk的上升沿pci主设备可以得到数据D0。