基于FPGA的低成本PCI接口设计与实现

本篇硕士学位论文详细探讨了在郑州大学电路与系统专业背景下，作者张防震针对基于FPGA的PCI接口设计的研究。PCI（Peripheral Component Interconnect）作为一种高性能、高可靠性和低成本的计算机总线标准，对于连接处理器、存储器、外围设备以及扩展卡至关重要。随着现场可编程门阵列（FPGA）技术的发展，因其灵活性、可重复编程性和软硬件协同设计的优势，被越来越多地应用于复杂的数字硬件设计。 论文采用了自顶向下（Top-Down）和模块化的设计策略，利用FPGA（如EP2C8Q208C7）和硬件描述语言（VHDL和Verilog HDL）来构建PCI接口的核心部分。流水线技术和状态机在模块设计中起到了关键作用，确保了设计的高效性和准确性。最终，设计出一个33MHz、32位的PCI主从接口，成功集成到以NIO SII为核心的SoC（可编程片上系统）中，实现了与通用计算机的通信。 论文首先进行了功能仿真，验证了设计符合PCI协议的需求，确保了功能的正确实现。将设计下载到FPGA后，通过使用SIGNTAL API观察到的实际信号波形进一步证实了设计的性能。此外，论文还详细阐述了试验板的设计过程以及驱动程序的安装方法，为读者提供了完整的设计流程。 关键词涵盖了PCI局部总线、硬件描述语言、FPGA以及可编程片上系统，这些关键词展示了本文的核心研究内容和技术路线。本论文提供了一种实用且高效的基于FPGA的PCI接口设计方法，对于从事此类设计或研究的工程师具有很高的参考价值。