基于CPCI總線的多網口卡設計

以太網(Ethernet)作為應用最廣泛的局域網技術異軍突起，已經迅速走向工業自動化控制領域的前臺。CPCI總線系統插槽有限，設計基于CPCI總線的多網口卡可節省空間，又可以滿足狀態監測及故障診斷系統要求的實時和大數據量傳輸。

1 模塊總體設計
該模塊采用CPCI并行總線進行設計。圖1給出該模塊總體設計框圖，其中，通過PCI橋擴展總線分別連接4片INTEL82551，由于INTEL82551內部已集成PCI接口，PCI橋可實現與INTEL82551之間的無縫連接。J1和J2為CPCI的接口插件。

2 CPCI總線結構模塊
2．1 原理和結構
在1條PCI總線上如果連接過多的電氣負載或設備，總線不能正常工作。通過在系統內另外增加1條或多條PCI總線，問題可以得到解決。在系統內擴展另1條PCI總線，唯一的方法是使用PCI-PCI(即P2P)橋進行系統擴展。P2P橋是特殊的PCI設備，可把系統中的PCI總線粘合在一起。P2P橋在系統中連接主從兩條PCI總線，它作為上一級總線的一個負載，通過對PCI信號的重新驅動和仲裁，而向下可以驅動一個總線段。
其作用是協調2條PCI總線之間的數據傳輸，監視在這兩條PCI總線上啟動的所有交易，并決定是否將交易傳送通過另一條PCI總線。當橋確定將一條總線上的交易傳送到另一條總線時，橋必須充當交易總線的總線目標，以及交易的目的總線的主設備。系統設計者也可以安裝多個P2P橋。
2．2 PCI2050B簡介
根據系統集成的特性，這里選擇TI公司的PCI2050B橋接器來實現P2P橋。PCI2050B屬于透明的PCI-PCI橋，在2個32位最高工作頻率66 MHz的PCI總線之間提供橋連接。該橋支持突發模式(burstmode transfers)，極大增加了數據的吞吐量，橋的總線數據路徑(tmstraffic paths)獨立工作。橋的主、從總線分別可以工作在3．3 V或者5 V的環境下，而橋的核心邏輯工作在3．3 V，以減少功耗。主機軟件通過內部寄存器對橋進行操作。通過內部寄存器既可以得到標準PCI的狀態，也可以對主、從總線進行控制。橋的PCI配置頭只能通過主PCI接口來操作。PC-I2050B帶9個從總線，除了為每個從總線提供內部仲裁外，也可為系統提供外部仲裁。PCI2050B提供10個從側時鐘輸出。
2．3 PCI橋的設計
根據該模塊總體設計框圖，系統設計需要注意以下幾個方面。