1.1基于PCI总线接口技术的DMA传输系统
设计基于PCI总线接口技术的DMA传输系统，需要解决的主要问题是基于PCI总线的接口电路的
设计，以及在Windows操作系统下的DMA驱动程序的开发。
一般来说，一个PCI接口电路的设计主要围绕需要实现的功能来考虑[2]。(1) PCI总线的命令译码。接口电路对C/BE[3:0]和IDSEL总线信号进行译码，以确定来自主机的PCI命令是I/O访问还是存储器访问，并产生相应的控制信号。(2) 地址产生电路。在PCI突发传输方式中包含一个地址周期和若干个数据周期，因此PCI接口电路必须能向前端的数据采集电路提供连续的地址。(3) 控制信号产生。PCI总线的数据传输基本上由FRAME#、IRDY#、TRDY#、DEVSEL#四个总线信号控制，因此，PCI接口电路必须产生这些控制信号。(4) DMA控制器的功能。在DMA传输时，接口电路必须能够实现DMA。综合以上四个方面，设计中选用PLX公司的PCI9054作为接口芯片，能够完全实现PCI总线控制器以及DMA控制器的功能。基于PCI接口电路的数据传输系统原
理框图如图1所示[3]。系统中，存储模块用于采集数据的缓存；控制模块实现对存储模块的读写控制；EEPROM存储PCI接口模块的配置信息。
配置信息是PC机识别接口设备并分配相应资源的依据，如果配置不当，会引起计算机不能正常启动。在本文系统中，当主机启动时，EEPROM完成对PCI9054内部的PCI总线配置寄存器和局部总线(Local Bus)配置寄存器的初始化。局部总线配置寄存器主要实现局部地址资源的分配，即局部总线端映射到PCI端的地址，包括存储器空间与I/O空间。
PCI9054有PCI BAR0～PCI BAR5六个基址寄存器[5] 。其中PCI BAR0 和PCI BAR1 用来访问
PCI9054 Local端配置寄存器的基地址，BAR0映射到内存，BAR1映射I/O空间的基地址，就可以以内存方式或I/O的方式访问PCI9054 Local端配置寄存器。BAR2~BAR3提供访问Local端的芯片，其他的保留不用。在本文系统设计中，BAR2映射到Local端的“0地址空间”，使用内存映射方式。当Local端内存基地址为0x20000000 ， 且大小为1 M时， 配置LAS0BA为0x20000000、LAS0RR为0xFFF00000。
2.1 DMA数据传输简介
为了实现DMA数据传输，首先要了解PCI总线接口协议，在这里介绍与DMA数据传输有关的PCI智能桥路9054芯片用到的主要寄存器。
(1) 中断控制/状态寄存器（INTCSR）：偏移量是BAR0的68H单元，它是32位寄存器，与DMA传输有关的位定义如下：
D8：PCI中断使能位，写“1”允许PCI中断；D10：异常中断使能位，写“1”允许PCI异常中断，与D8联合使用；D11：本地中断使能
位，写“1”允许本地中断，与D8联合使用；D18：DMA通道0中断使能，写“1”允许DMA通道0中断，与本地中断使能位D11联合使用；
D21：DMA通道0中断产生位，该位为“1”表示有DMA通道0中断产生； (2) DMA通道0方式字寄存器（DMAMODE0）：偏移量是BAR0的80H单元，它是32位寄存器，用于设置DMA通道0的工作方式。
(3) DMA通道0本地地址寄存器（DMALADR0）：偏移量是BAR0的88H单元，它是32位寄存器，表示DMA传输操作中应该从缓冲区的什么地方开始。
(4) DMA通道0传输字节数（DMASIZ0）：偏移量是BAR0的8CH单元，它是32位寄存器，用D0到D22表示DMA传输的字节数。
PCI9054芯片支持两个DMA通道，每个DMA通道有DMA控制器和一个双向的FIFO组成，两个通道均支持Block方式传输和Scatter/Gather方式传输，驱动程序必须为传输操作设置DMA控制器。对于Block传输方式，主机处理器或本地处理器设置本地或PCI起始地址、传输字节数、传输方向，在开始传输时设置DMA启动位，PCI9054请求PCI或本地总线传输数据，传输完成后，PCI9054 设置传输完成位 (DMACSR0[4]=1或DMACSR1[4]=1) ，它要求分配存储区为一整块缓冲区，一次完
成全部数据的传输，这种传输方式实现起来比较简单，但内存开销比较大，并且不能满足连续的数据传输要求。
对于Scatter/Gather传输方式，主机处理器或本地处理器设置本地或PCI起始地址、传输字节数、传输方向，使用DMA数据传输的驱动程序必须为一个缓冲区分配内存，DMA传输使用这个缓冲区完成操作。在分配一个缓冲区后，从属设备的驱动程序可以开始处理一个请求DMA传输。它从锁定的用户缓冲区拷贝数据到驱动程序分配的公用缓冲区，在传输期间，驱动程序读DMASIZ0或DMASIZ1寄存器以确定有多少字节被传输，读DMALADR0或DMALADR1寄存器以确定应该在缓冲区的什么地方开始传输，以保证任何在系统DMA控制器中高速缓存的数据被读到系统内存中或者写到设备。Scatter/Gather DMA方式内存描
述指针初始化见图。
3. DMA数据传输系统中各个模块的设计 3.1 PCI接口模块
PCI接口模块由PCI9054来实现。PCI9054是一个32位33 MHz总线主控I/O加速器，它是当今最先进的通用总线主控设备，能完美地实施PCI 2.2版规范的要求，可获得高达132 MB/s的突发传输速度。PCI9054提供PCI总线、E2PROM总线和Local总线三个接口。Local总线有J、M和C三种工作模式。本文系统里将Local总线设置为C模式。PCI9054作为桥接芯片，在PCI总线和Local总线
之间有PCI Initiator(PCI 起始器)、PCI Target(目标数据传输模式)和DMA传输模式三种数据传输模式。PCI Initiator传输模式支持局部总线直接访问PCI总线的存储空间和I/O空间，而PCI Target模式则支持PCI总线主设备通过9054访问局
DMA传输系统
