現在市面上存在著各種ＰＣＩ接口芯片，如ＡＭＣＣ公司的Ｓ５９３３，ＰＬＸ的９０８０系列等。專用芯片可以實現完整的ＰＣＩ主設備與從設備模式的接口功能，將復雜的ＰＣＩ總線接口轉化為相對簡單的用戶接口，但系統結構受接口芯片的限制，不能靈活地設計目標系統，且成本較高。本文使用符合ＰＣＩ電氣特性的ＦＰＧＡ芯片進行簡化的ＰＣＩ接口邏輯設計，實現了３３ＭＨｚ、３２位數據寬度的ＰＣＩ從設備模塊的接口功能，節約了系統的邏輯資源，且可以將其它用戶邏輯集成在同一塊芯片上，降低了成本，增加了設計的靈活性。另外，還給出了Ｗｉｎｄｏｗｓ９ｘ系統下的設備驅動程序，可以與應用程序接口，形成一個完整的系統。目前，本系統已經被印染企業應用在數據采集和處理等方面。
　　
　?。?系統構成與功能描述
　　
　　系統的總體框圖如圖１所示。

　　由圖１可見，系統的硬件平臺為一塊ＰＣＩ卡。此卡的結構十分簡潔，主要由ＦＰＧＡ芯片、ＲＡＭ芯片和輸出接口三部分組成。其中，ＦＰＧＡ芯片集成了ＰＣＩ接口模塊和數據處理模塊。ＰＣＩ接口模塊實現了３３ＭＨｚ工作時鐘、３２位總線寬度的接口功能，支持Ｉ／Ｏ空間、內存空間及配置空間的讀寫和ＰＣＩ中斷功能。由于簡化的ＰＣＩ接口占用的邏輯資源較少，可以在同一塊芯片中集成其他用戶邏輯。作為一個應用實例，本文加入了一個數據處理模塊，對ＰＣＩ接口傳送來的數據進行處理，通過片外的輸出接口輸出到下位機。ＲＡＭ芯片為數據處理提供緩存功能。
　　
　　２ 從設備模式下的簡化ＰＣＩ協議的實現
　　
　　為了實現ＰＣＩ接口的基本功能，必須完成以下幾個模塊：
　　
　?。ǎ保校茫膳渲每臻g設置。ＰＣＩ協議支持三種地址空間：Ｉ／Ｏ空間、內存空間和配置空間。配置空間提供了支持ＰＣＩ設備自動配置的機制，是必需的。
　　
　?。ǎ玻校茫蓮脑O備狀態機。ＰＣＩ總線狀態機是具有ＰＣＩ總線的計算機系統的狀態流，是由一個已知狀態到另一個狀態的條件、時序的描述。這是ＰＣＩ接口設計中最基本也是最重要的部分。
　　
　?。ǎ常┑刂纷g碼和命令譯碼。地址譯碼用來確定ＰＣＩ設備是否應當響應當前總線的操作；命令譯碼則用來指示ＰＣＩ設備根據不同的總線命令作出相應的動作。
　　
　　本文采用ＡＬＴＥＲＡ公司的Ｍａｘ＋ＰｌｕｓＩＩ軟件平臺，硬件描述語言使用ＡＬＴＥＲＡ ＨＤＬ語言，也可以方便地轉換成ＶＨＤＬ或ＶｅｒｉｌｏｇＨＤＬ語言。在此之前，先引入ＰＣＩ總線信號的定義。
　　
　?。玻?總線信號定義
　　
　　根據ＰＣＩ總線協議２．２版，從設備模式下ＰＣＩ接口至少包含４７根引腳。圖２給出了按功能劃分的引腳分布，左邊是必需引腳，右邊是可選引腳。為簡化起見，本文采用了如下引腳，其他引腳均不使能或置為高阻態。

　　（１）由系統提供的３３ＭＨｚ的同步時鐘信號ＣＬＫ和復位信號ＲＳＴ＃(＃表示低電平有效)；
　　
　　（２）關于數據傳輸的核心信號：３２位地址／數據復用線ＡＤ[３1:０]、總線命令／字節使能復用線Ｃ／ＢＥ[３:０]＃和偶校驗信號ＰＡＲ；