基于PCI總線的電視圖像處理仿真系統(tǒng)設(shè)計
加入技術(shù)交流群
2 PCI總線視頻信號處理卡
PCI總線視頻處理卡由模擬視頻信號處理、視頻信號A／D轉(zhuǎn)換、PCI總線數(shù)據(jù)采集和信號傳輸?shù)炔糠纸M成。
2．1 視頻處理和視頻A／D轉(zhuǎn)換
視頻信號經(jīng)過電纜傳輸后有一定的衰減并且迭加上噪聲信號，對A／D轉(zhuǎn)換前的原始視頻信號進行放大和濾波處理，可以有效增強視頻信息，降低噪聲干擾。視頻A／D轉(zhuǎn)換芯片可供選擇的種類比較多，如SAA7111，BT218等。
2．2 PCI總線數(shù)據(jù)采集和信號傳輸
PCI總線是成組數(shù)據(jù)的瘁發(fā)傳輸，每組數(shù)據(jù)是由一個地址信號和一系列的數(shù)據(jù)信號組成，PCI總線采用地址和數(shù)據(jù)復(fù)用結(jié)構(gòu)，大大減少了信號數(shù)量，但PCI總線規(guī)范仍然十分復(fù)雜，其接口的實現(xiàn)比傳統(tǒng)ISA、EISA總線困難，連接到PCI總線上的設(shè)備可分為主控設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備兩類，目標(biāo)設(shè)備最少需要47個信號，主控設(shè)備最少需要49個信號，其中包括數(shù)據(jù)／地址復(fù)用總線、接口控制線、仲裁、總線命令、系統(tǒng)線等。在設(shè)計中，可采用以下兩種方案實現(xiàn)PCI總線的接口設(shè)計：
2．2．1 采用可編程邏輯器件實現(xiàn)PCI接口設(shè)計
目前幾乎所有的可編程邏輯器件廠商均有用于微型計算機接口的典型的PLD產(chǎn)品。多數(shù)廠家還提供用VHDL、Verilog、AHDL編制的PCI總線接口核心設(shè)計模塊。利用這些模塊可編程邏輯器件可以實現(xiàn)簡單的PCI總線接口設(shè)計。由于可編程邏輯器件自身的特點，設(shè)計人員實現(xiàn)PCI接口設(shè)計時有更多的思維想象空間。
雖然使用可編程邏輯器件設(shè)計PCI接口具有靈活的特點，但在設(shè)計中仍存在以下需要關(guān)注的問題：
(1)PCI具有順從性的特點，幾乎所有包含高性能數(shù)據(jù)和控制路徑中的邏輯都需要1個PCI系統(tǒng)時間的拷貝，這與PCI苛刻的負(fù)載要求相矛盾。另外，在完成某些功能如數(shù)據(jù)突發(fā)傳送時，往往需要很多時鐘負(fù)載，而時鐘上升沿到輸出有效時間必須小于11 ns，這進一步加重時鐘扇出問題。
(2)PCI規(guī)范對傳輸數(shù)據(jù)的7 ns建立時間要求苛刻，有時在設(shè)計中要使用模擬延遲來解決。
(3)任何完善的PCI接口器件都必須提供PCI配置空間，實現(xiàn)PCI規(guī)定功能需要完成邏輯校驗、地址譯碼、實現(xiàn)配置所需的各類寄存器等基本要求，選用的可編程器件對其邏輯門的容量有較大的要求。
此外，在使用可編程邏輯器件設(shè)計插卡電路時還需加入FIFO、用戶寄存器、后端設(shè)備接口等電路，在一定程度上增大了電路設(shè)計的難度。
2．2．2 選用PCI總線控制器專用芯片
采用專用芯片放置在插卡電路與PCI總線之間，提供傳遞數(shù)據(jù)和控制信號。如PLX公司開發(fā)的PLX9080和PLX9054系列芯片，AMCC公司的S59xx系列等。AMCC公司的S5933是一種功能強、使用靈活的PCI總線控制器接口芯片，采用160PQFP和208TQFP 兩種封裝形式，符合PCI局部總線規(guī)范，即可作為PCI總線目標(biāo)設(shè)備(Slave)，實現(xiàn)基本的傳送要求，也可作為PCI總線主控設(shè)備(Master)訪問其他總線設(shè)備。原理框圖如圖2所示。
S5933提供了3種物理總線接口：PCI總線接口、ADD-ON總線接口及外部配置存儲器(BIOS-ROM)接口，數(shù)據(jù)傳輸可以在PCI總線與 ADD-ON總線之間或與外部配置存儲器之間進行。PCI總線與ADD-ON總線之間的傳輸可以使用3種通道：信箱寄存器通道、FIFO通道和PASS- THRU通道。
評論