PCI 总线仲裁器设计管理论文 摘要：基于 Altera 的 CPLD 器件的 PCI 总线仲裁器设计，实现仲裁器的 AHDL 编程，并结合仿真结果对 PCI 总线的仲裁进行了论述。 关键词：PCI 仲裁器，CPLD，仿真 PCI 总线仲裁器通常是集成在 PCI 芯片组中。随着计算机应用的深化，尤其是嵌入式系统的不断进展，集成的仲裁器难以满足某些场合的应用。而采纳 CPLD 技术实现的独立的 PCI 总线仲裁器，则较好的适应了这方面的需求。 一﹑PCI 总线仲裁机制 PCI 的仲裁是基于设备访问，而不是基于时间分配的。在任一时刻，总线上的一个主设备要想获得对总线的控制权，就必须发出它的请求信号（PCIreqN），假如此刻该设备有权控制总线，总线仲裁器就使该设备的总线占用允许信号（PCIgntN）有效，进而获得总线的使用权。当有多个主设备同时发出总线控制请求时，就必须由仲裁器根据一定的算法判定，当前应该由哪个主设备获得控制权。 二、仲裁算法 常用的仲裁算法有：公平算法、循环算法等。 本仲裁器设计采纳的是循环算法，设备的优先级预先设定。目前的设计实现对四个 PCI 设备请求的仲裁，各设备优先级由高到低安排为：设备 0>设备 1>设备 2>设备 3。 系统启动伊始，没有设备使用 PCI 总线，也没有设备请求使用 PCI 总线，仲裁器总是设定设备 0 拥有总线控制权，即将总线停靠于设备 0。此时设备 0 的 PCIgntN 是有效的。而在此之后，仲裁器总是指定 PCI 总线的最后一个使用者为总线的停靠设备。 当有一个或多个设备提出拥有总线使用权的请求时，仲裁器将根据事先安排的设备优先级顺序逐一查询。对于只有一个设备请求的情况，该设备的请求将会马上得到响应；假如多个设备同时发出请求时，仲裁器裁定首先响应优先等级高的设备的请求，当此设备完成数据传输交出总线使用权后，再由优先等级低的设备使用总线。示意框图见图 2。 假如一个设备已获得总线使用权并且正在进行地址、数据传输时，比它优先级别高的设备也发出了占用请求，仲裁器将会撤销优先级别低的设备的总线占用信号，并把总线使用权交给优先级别高的设备，同时还要确保在任一时刻不会出现多个设备同时占用总线的情况。具体见仿真分析。 三、编程设计与实现 本设计使用 AHDL 语言，在 MaxplusII10.0 上编译通过，并进行了仿真。 1.仲裁器信号定义 SUBDESIGNPCI_arb (--输入 PCIclk：INPUT--PCI 时钟 Arbiter_rstN：INPUT--复位信号 PCIreqN[3..0]...
