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1 引 言

PCI總線(Peripheral Component Interconnect)即外設部件互連，是一種新型的、同步的、高帶寬的、獨立于處理器的總線。從1992年創立規范到如今，PCI總線已成為了事實上計算機的標準總線。其所以能在各類總線中脫穎而出，是因為其具有傳輸速度快、支持無限猝發讀寫方式、支持并行工作方式、獨立于處理器、提供4種規格、數據線和地址線采用了多路復用結構、支持即插即用功能等特點。本文重點介紹了PCI總線的寫周期的時序波形的測量技術及分析方法，給出了時序波形的分析結果。

2 PCI總線的功能

2.1 連接到PCI總線上的設備

連接到PCI總線上的設備分為兩類：

(1)主控設備(master)：PCI支持多主控設備，主控設備可以控制總線、驅動地址、數據及控制信號；

(2)目標設備(target)：不能啟動總線操作，只能依賴于主控設備向他進行傳遞或從中讀取數據。

2.2 有關PCI引腳信號

有關PCI引腳信號說明如下：

AD[31～0]：地址、數據信號復用線。PCI總線支持寫猝發和讀猝發。一個總線傳輸分為一個地址傳送階段和一個或多個數據傳送階段。有效，表示地址傳送階段開始，此時AD[31～0]包含一個32位的物理地址，選中I／O的一個字節單元或主存的一個雙字單元。接下來為數據傳送階段(IRTY和TRDY同時有效)，此時AD[7～0]包含最低字節數據，AD[31～24]包含最高字節數據。

C／BE[3～0]：總線指令和字節允許信號的復用線。在地址傳送階段，C／BE[3～0]上傳送的是4位編碼的總線指令。在數據傳送階段，C／BE[3～0]用作字節允許標志，以決定數據線上的哪些字節數據為有效數據，C／BE[3～0]可依次對應于字節3，2，1，0。

frame：周期幀信號。由當前總線控制者產生，表示一個總線傳輸的開始和延續。frame從無效變為有效．表明總線傳輸開始；保持有效，表明總線傳輸繼續進行(1個或n個數據節拍正在繼續)；frame從有效變為無效，表明進入數據傳輸的最后一個數據傳送階段。

2.3 總線指令定義

在地址傳送階段，C／BE[3～0]線上送出總線指令的編碼信息。總線指令用于對目標設備說明當前總線控制者正在進行的總線傳輸類型。表1給出了總線指令的定義。

I／O讀：用于從一個被選中的I／O單元中讀取數據。

I／O寫：用于寫數據到一個被選中的I／O單元中。

3 測量PCI總線的I／O寫時序波形的技術及分析方法

測量PCI總線的I／O寫時序波形共分3個部分，如圖1所示。

具體的實現測量的過程及分析方法介紹如下

3.1 編寫測試程序

用匯編語言編寫測試程序，該程序如下：

3.2 制作測試板

PCI波形采用廈門廈華三寶計算機有限公司狀元一族主板，執行標準號：Q／FSl0938-1999。

取一塊該PCI總線實驗板，根據引腳說明，將要測試的各點用焊接的方法引出，并標明引腳名稱，各測試點對應關系如下：

3.3 建立泰克示波器與PC機2通信連接

利用泰克TDS210型存儲示波器的RS 232通信接口與pc機2相連，該PC機用來將示波器測出的波形轉換為．CSV文件，過程如下：

PC機2與泰克示波器通信連接的操作步驟：

(1)TDS一210型存儲示波器RS 232通信接口用專用電纜與PC機相連。

(2)打開存儲示波器電源，啟動PC機2。

(3)在PC機2窗口中點擊Wavestar for Oscillose。

(4)點擊Instrument manater(檢測通信連接)→Responding(檢測完成，關閉×)。

3.4 數據采集、數據轉換的過程(操作步驟)

(1)檢查焊接無誤后，將該實驗板插入具有PCI插槽的被測計算機上，將軟盤插入被測計算機，該軟盤已存入用匯編語言寫成的測試程序(TESTPCI)，通電啟動被測計
算機，即PC機1。

(2)接通示波器的電源，設置好示波器兩通道的值，將CH1通道接frame，將CH2通道接AD0，在PC機1計算機狀態提示符A:下，輸入TESTPCI后回車，在泰克示波器面板上按下AUTORUN，調整頻率，使frame的周期在4個以上，再按下RUN／STOP，使顯示的波形
穩定。

(3)將泰克示波器按上述方法與PC機2計算機相連，以便他們之間通信，這臺計算機用來對泰克示波器測試下來的波形進行數據轉換，該計算機必須安裝Wavestrafor Oscillose軟件,該軟件用來將泰克示波器測試的波形轉換為．CSV數據文件。

(4)測完FRM／AD0波形之后，將CH2通道改接AD8，在被測計算機的鍵盤上按下F3后回車，執行測試程序，再按下泰克示波器的RUNysT()P，必須注意的是在第一次按下AUTORUN后，接下來只要按RUN／STOP，不能按AUTORUN，否則時序會不一樣。按同樣的方法測量frame與CBE3，frame與CBE2，frame與CBE1，frame與CBE0，frame與AD16，frame與AD24，AD0與AD8，AD0與CBE0，AD0與CBE1，AD0與C13E2，AD0與CBE3各組的波形，并分別將測試的波形轉
換為．CSV數據文件后存盤。

(5)將獲得的數據進行分析。在PC機3計算機上安裝ORIGIN6.0 PROFESSIONAL軟件，利用該軟件對.CSV數據文件進行分析。

(6)分析得到的PCI寫周期的時序波形詳見第五部分實測PCI總線I／O寫周期的時序波形。

4 實測夏華狀元一族主板PCI寫周期的時序波形及分析

通過用Origin 6.0 Professional軟件對采集來的數據的分析，得知frame的四個周期對應AD0的一個周期，因此分析時就對AD0的一個周期進行分析，然后找到與AD0對應的AD8的波形與AD0塒應的CBE3的波形、與AD0對應的CBE2D的波形、與AD0對應的CBE1的波形、與AD0對應的CBE0的波形、與AD0對應的AD16的波形與AD0對應的AD24的波形。

圖2的寫時序波形分析如下：
 
當程序中向6018H單元寫進00H，向6019H單元寫進01H時，測得的波形如圖2所示。在圖2波形中，6018H單元的最低位地址線A0為O，6019H單元的最低位地址線A0為l，在地址傳送階段，C／BE[3～0]上傳送的是4位編碼的總線指令，從波形中可看出C／BE[3～0]在frame的四個周期中全為0011，根據總線指令定義，該指令類型為I／O寫。在frame的前兩個周期中，A0為0，在frame的后兩個周期中，A0為1，A8在frame的四個周期中全為0，這符合程序中6018H，6019H的地址。在數據傳送階段，C／BE[3～O]用作字節允許標志，以決定數據線上的哪些字節數據為有效數據，C／BE[3～0]依次對應于字節3，2，1，0。從圖中可看出，D0在frame的四個周期中全為0，D8在frame的前兩個周期中為0，后兩個周期中為1，從波形中可看出在frame的前兩個周期中c／BE[3～0]為1110，根據字節允許標志定義，第0字節的數據為有效數據，因此D0的數據有效，為0，與程序中向6018H單元寫進00H相一致。在frame的后兩個周期中C／BE[3～0]為0101，根據字節允許標志定義，第1、3字節的數據為有效數據，因此D8，D24的數據有效，D8為1，而D24無數據，與程序中向6019H單元寫進01H相一致。

圖3的寫時序波形分析如下：

將程序稍改，即向6018H單元寫進0lH，向6019H單元寫進00H。測得的波形如圖3。從圖3中可看出C／BE[3～0]在frame的4個周期中全為0011，根據總線指令定義,該指令類型為I／O寫。在frame的前兩個周期中，A0為0，在frame的后兩個周期中，A0為1，A8在frame的四個周期中全為0，這符合程序中6018H，6019H的地址。在數據傳送階段，從圖中可看出，D0在frame的四個周期中全為0，D8在frame的
四個周期中全為1，從波形中可看出在frame的前兩個周期中C／BE[3～0]為1101，根據字節允許標志定義，第1字節的數據為有效數據，因此D8的數據有效，為1，與程序中向6018H單元寫進01H相一致。在frame的后兩個周期中c／BE[3～0]為1110，根據字節允許標志定義，第0字節的數據為有效數據，因此D0的數據有效，為0，與程序中向6019H單元寫進00H相一致。說明數據是由寫進6018H，6019H的數據決定。

5 結 語

從以上的分析可看出I／O寫的時序波形是正確的，因此采用這種測試I／O寫時序的方法是可行的。采用類似方法還可測試I／O讀時序波形。對于研究PCI總線的時序提供了一種可行有效的方法