基于CPLD的嵌入式系统PCI总线仲裁器设计

"嵌入式系统中PCI总线仲裁器的设计与实现，主要探讨了PCI总线在工业控制中的广泛应用，以及如何通过CPLD设计出灵活、适应性强的PCI总线仲裁器，以满足不同嵌入式系统的需要。文章详细介绍了PCI总线的仲裁原理，包括请求和授权信号的工作机制，以及仲裁过程中的规则和算法，旨在提高总线的利用率和系统性能。" PCI总线是计算机和嵌入式系统中广泛采用的高速接口标准，其仲裁机制对于系统的性能和稳定性至关重要。在多主设备的环境中，仲裁器的角色是确保每个设备公平且高效地访问总线，避免冲突和资源浪费。PCI总线的仲裁基于设备发出的REQ＃和GNT＃信号，前者表示设备请求总线使用权，后者则是仲裁器授予的使用权。 在PCI总线的仲裁原理中，当一个设备发起PCI传输事务时，它会发送REQ＃信号，仲裁器则根据预设的算法决定哪个设备获得GNT＃信号。仲裁过程在不影响当前传输的情况下进行，即隐式仲裁，这意味着设备可以随时请求，但实际操作必须等待总线空闲。仲裁器的算法设计需保证所有设备都有机会获取总线使用权，防止优先级低的设备被持续剥夺资源。 PCI总线仲裁规则有以下几点： 1. 所有设备都有获得授权的机会，保证公平性。 2. GNT＃信号可以在任何时候撤销，以响应其他主设备的请求或取消正在进行的事务。 3. 在数据传输过程中，GNT＃的撤销是合法的，表明当前操作继续。 4. 在总线非空闲状态下，一个GNT＃的撤销和另一个GNT＃的给出可以在同一周期内发生，而在空闲状态下则要求在不同周期进行。 文章提出使用CPLD（复杂可编程逻辑器件）设计PCI总线仲裁器，这种方法具有高度的灵活性和定制性，可以根据嵌入式系统的具体需求来配置仲裁策略，以优化系统性能，同时降低成本和硬件体积。这种设计方法为嵌入式开发者提供了更广阔的设计空间，使其能够在不依赖特定仲裁芯片的情况下，实现更加符合系统需求的PCI总线管理方案。