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基于PCI总线芯片CH365的数据密码卡设计0 引言在信息化时代的今天，计算机技术的飞速发展，给人们的生产和生活带来了巨大便利，以前复杂的工作，现在只要单击鼠标即可完成，因此，计算机已经成为人们日常工作和生活的一部分，人们对计算机的依赖程度越来越高，没有计算机的生活简直难以想象。
随着计算机在生产和生活中占剧比重的加大，信息安全问题也显得突出重要，失泄密案件时有发生。
小到企业商业机密被窃取，给企业造成巨大的经济损失；大到国家安全和军事机密被窃取，给人民的生命财产安全带来严重威胁。
在铁路军交管理系统中，对军列的调度是采用密码管理的，这些密码标识了重要的军事目标，同时也只有通过此密码才能访问调度软件，从而调度军列。
如果这些密码失窃，重要的军事目标将暴露，同时对军列的调度将出现混乱甚至引发安全事故。
因此，对这些密码进行管理显得尤为重要。
在这样的背景下，本文研制了一种能有效安全管理机密数据的密码卡。
1 CH365 的功能特点现在主流的PCI 接口芯片是PLX 公司的PCI905x 系列芯片，此类芯片功能强大，有多种工作模式，数据传输速率高，但价格相对偏高，而且需要编写相应的硬件驱动程序。
而CH365 则是一款国产的廉价PCI 接口芯片，它可以将PCI 总线的时序转换为类似ISA 总线时序，以便于后续与数字信号处理器、FPGA 以及MCU 等接口。
由于CH365 的生产厂商提供了丰富的硬件驱动程序，因此，软件编程人员只要调用相应厂商提供的动态连接库，即可完成对器件的操作，而且操作十分简便。
CH365 支持I／O 端口映射、存储器映射、扩展ROM 以及中断。
CH365 可将32 位高速PCI 总线转换为简单的类似于ISA 总线的8 位主动并行接口，以用于制作低成本的、基于PCI 总线的计算机板卡，也可将原先基于ISA 总线的板卡升级到PCI 总线上。
PCI 总线与其它主流总线相比，速度更快，实时性更好，可控性更佳，所以，。
PCI 总线接口芯片CH365
PCI 总线接口芯片CH365
一、概述
CH365 是一个连接PCI 总线的通用接口芯片，支持I/O 端口映射、存储器映射、扩展ROM 以及中断。
CH365 将32 位高速PCI 总线转换为简便易用的类似于ISA 总线的8 位主动并行接口，用于制作低成本的基于PCI 总线的计算机板卡，以及将原先基于ISA 总线的板卡升级到PCI 总线上。
PCI 总线与其它主流总线相比，速度更快，实时性更好，可控性更佳，所以CH365 适用于高速实时的I/O 控制卡、通讯接口卡、数据采集卡、电子盘、扩展ROM 卡等。
下图为其一般应用框图。
二、特点
●实现基于32 位PCI 总线的从设备接口。
●转换为主动并行接口：8 位数据，16 位地址，I/O 读和写，存储器读和写。
PCI总线通用接口芯片CH361及其应用摘要361是一个简便易用的总线通用接口芯片。
可用于制作低成本的总线的计算机板卡，同时也可以利用它把原来的总线卡移植到总线上。
文中在介绍了361的特点、功能和工作模式的基础上，重点介绍了361与总线、存储器、扩展和／端口的接口电路。
关键词总线；361；端口映射；扩展映射１主要特点ＣＨ３６１是一个简便易用的ＰＣＩ总线通用接口芯片。
该器件在本地端提供了通用的８位数据总线。
由于其支持Ｉ／Ｏ端口映射和扩展ＲＯＭ映射，因而可广泛应用于制作低成本的基于ＰＣＩ总线的计算机板卡，或者用于将原先基于ＩＳＡ总线的板卡移植到ＰＣＩ总线上。
范文先生网收集整理因此，设计ＰＣＢ板需要参考ＰＣＩ总线规范。
４．２与存储器的连接电路图３是ＣＨ３６１与ＳＲＡＭ６２２５６存储器的接口电路。
图中，ＣＨ３６１通过ＭＥＭ＿ＲＤ和ＭＥＭ＿ＷＲ与存储器Ｕ２型号是ＳＲＡＭ６２２５６连接。
因为ＣＨ３６１只在ＰＣＩ设备配置空间中提供扩展ＲＯＭ基址寄存器，而计算机ＢＩＯＳ通常不会为ＳＲＡＭ设置扩展ＲＯＭ基址，所以在读写存储器Ｕ２前，需要设置扩展ＲＯＭ基址寄存器，以将存储器Ｕ２映射到存储器空间。
也就是说，向ＣＨ３６１的扩展ＲＯＭ基址置入地址值０Ｅ００００００１该地址不能与其它设备的存储器地址相冲突，最低位置１是为了启用扩展ＲＯＭ后，Ｕ２即被映射到０Ｅ０００００００Ｈ至０Ｅ０００７ＦＦＦＨ的地址空间，这样，当计算机读写０Ｅ０００１２３４Ｈ地址的存储器时，实际上就是读写存储器Ｕ２的１２３４Ｈ地址的内容。
如果将普通的ＳＲＡＭ换成双端口ＳＲＡＭ，则ＣＨ３６１可以通过双端口存储器与外部的单片机或者ＤＳＰ交换数据。
ＣＨ３６１使用８位数据总线，所以，向ＳＲＡＭ写入数据只能以字节为单位进行，但从ＳＲＡＭ读出数据则能够以字节、字、双字为单位进行。
ＣＨ３６１通过存储器与外部电路交换数据的实测速度可以达到每秒１．５Ｍ字节。
４．３连接扩展ＲＯＭ图４是ＣＨ３６１与扩展ＲＯＭ的接口电路。
基于CH365芯片的PCI总线接口卡的设计与实现1 引言 ISA(Industry Standard Architecture，工业标准结构)总线是上世纪八十年代中期出现的工业现场控制总线。
ISA总线数据传输速率较低，又不能动态地分配系统资源，且对CPU占用率高，相应的插卡数量有限，并且如果几个设备同时调用共享的系统资源，很容易出现冲突现象。
所以ISA总线被PCI 总线为代表的新一代计算机总线替代成为必然。
与ISA总线相比，32位的PCI 总线速度更快(数据传输率为133 Mb／s)、实时性更好、可控性更佳，更易1 引言ISA(Industry Standard Architecture，工业标准结构)总线是上世纪八十年代中期出现的工业现场控制总线。
ISA总线数据传输速率较低，又不能动态地分配系统资源，且对CPU占用率高，相应的插卡数量有限，并且如果几个设备同时调用共享的系统资源，很容易出现冲突现象。
所以ISA总线被PCI总线为代表的新一代计算机总线替代成为必然。
与ISA总线相比，32位的PCI总线速度更快(数据传输率为133 Mb／s)、实时性更好、可控性更佳，更易于实现高速实时的I／O口控制卡、通信接口卡、数据采集卡等。
但PCI总线也因其32位地址与数据复用、控制总线及时序较复杂等原因导致以FPGA实现比较困难。
本文所述通过CH365芯片可以快速实现PCI接口电路的设计，支持ISA总线接口向PCI总线接口的升级，并且由CH365芯片的本地硬件地址功能可以实现原系统软件无需修改就可使用，大大降低了板卡升级的时间周期和开发难度，具有较高的实用价值和推广价值。
2 PCI总线的特点PCI是先进的高性能局部总线，可同时支持多组外围设备。
其特点是：总线操作与处理器一存储器子系统操作并行；线性突发传输；极小的存取延误；不受处理器限制；基于PCI卡设备信息，全自动配置与资源分配，实现即插即用。
PCI的地址空间有3类：存储器、I／O和配置地址空间。
基于接口芯片CH365的PCI数据采集系统的设计
徐义翔;李正明
【期刊名称】《微型机与应用》
【年(卷),期】2004(023)011
【摘要】一种基于PCI总线的高速数据采集传输系统的实现方法.概述了PCI总线控制专用芯片CH365的主要特点及其本地硬件地址的实现方法,并给出了在12通道数据采集系统中的应用实例.
【总页数】4页(P22-24,53)
【作者】徐义翔;李正明
【作者单位】镇江江苏大学电气学院,212013;镇江江苏大学电气学院,212013
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
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基于PC104+的转台信号处理器设计与实现陈雪坤; 扈宏杰【期刊名称】《《自动化与仪表》》【年(卷),期】2019(034)009【总页数】4页(P75-78)【关键词】信号处理; PC104+总线; PCI通讯; 转台控制系统【作者】陈雪坤; 扈宏杰【作者单位】北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京 100191【正文语种】中文【中图分类】TP273; TN911.72转台（包括仿真转台、测试转台及程控转台），是航空航天及兵器系统中的型号研制及生产标检过程的关键设备，除其系统精度要求高以外，其可靠性也是极其重要的指标。
基于工控机的转台控制系统中，早期采用ISA（industry standard architecture，工业标准体系结构）总线，后为提高速度采用PCI（peripheral component interconnect，外设部件互连标准）总线与外设接口，而板卡连接“金手指”易受潮湿、振动等复杂环境影响[1-2]，引发连接故障，致使整个转台系统的可靠性下降。
针对以上问题，可采用CPCI 总线（compact PCI，紧凑型PCI）的方法，抛弃金手指互连方式，可靠性得到保证[3-4]，但是成本较高，适合于型号设备。
另一种解决方法是采用PC104总线接口，物理连接采用插针形式，可靠性很高，且适合实验室设备环境。
PC104+总线兼容PCI 协议，既可满足系统的实时性，又可保证系统可靠性[5-6]。
故在此，转台控制系统采用了基于PC104+总线的嵌入式计算机作为的主控计算机，设计了PCI 协议的信号处理卡，基于DSP（digital signal processor，数字信号处理器）和FPGA（field programmable gate array，现场可编程门阵列）核心元件，实现了成码盘信号采集、数字输入输出信号处理、控制结果输出、集串口远程通讯等功能于一体。
1 转台系统总体结构转台控制系统总体结构如图1 所示。
PCI总线接口芯片CH365及其应用
发布者：我芯依旧发布时间：2010-3-31 22:06
关键字：PCI, 总线, 接口, 芯片, 应用
1 前言
在工业控制领域，基于ISA总线的I/O接口因电路简单，造价低得到了广泛的应用。
但是，随着控制理论与技术的进步，计算机的飞速发展和现代工业控制对I/O接口电路高速的要求，基于ISA总线的接口电路越来越难以满足现代工业控制系统的要求，其缺点逐步显现出来：①ISA是8/16bit的系统总线，最大传输速率仅为8MB/s，传输速率低；⑨现代计算机中ISA插槽逐渐减少；③1SA总线系统资源占用率较高，占用硬件中断资源等。
而PCI总线由于速度高、可靠性强、成本低及兼容性好等性能，成为目前应用最广泛、最流行的一种高速同步总线，具有32/64bit总线宽度，总线时钟频率为33/66MHz，最大传输速率可达132MByte/s(32Bit)，远大于ISA总线的传输速率。
采用基于PCI标准的接13设计已成为各类项目开发中的优先选择。
但是，一方面在ISA总线时代，生产的大量摹于ISA总线的接口电路，即使到了现在仍发挥着重要作用，尤其在工业控制领域的应用仍十分普遍。
另一方面，PCI总线协议比较复杂，它不但有着严格的H步时序要求，而且为了实现即插即用和自动配置，PCI接口还要求有许多的配置寄存器，因此它的接口电路实现起来比较闲难。
对于一般的设计者来说，为了缩短开发周期，没有必要自己去设计所有的接口逻辑。
只需利用通用PCI接口芯片就能降低开发难度，且可以较低代价实现ISA总线升级到PCI总线。
在现有PCI总线接口芯片中，以PLX公司的PCI9052应用最为广泛，利用它的ISA模式可以便捷的实现ISA总线升级到PCI总线。
但是由于ISA模式只是PCI9052所工作的四个模式之～，用其实现ISA总线升级显然是大材小用。
另外基于ISA总线的接口电路，多数只完成简单的输入输出操作，使用PCI9052芯片．费用较高，且资源利用率极低。
鉴于此，本文介绍了一款闫产的PCI总线接口芯片CH365，它非常适合实现ISA总线升级到PCI总线，且价格低廉，不到PCl9052芯片的三分之一。
2 CH365简介
CH365是一个连接PCI总线的通用接口芯片，支持I/O端口映射、存储器映射、扩展ROM及中断。
它将32位高速PCI总线转换为简便易用的类似ISA总线的8位主动并行接口，用于制作低成本的基于PCI总线的计算机板卡，以及将原先基于ISA总线的板卡升级到PCI总线上。
2．1特点
CH365特点如下：(1)实现基于32位PCI总线的从设备接口(SLAVE)；(2)转换为主动并行接口：8位数据，16位地址，I/0读和写，存储器读和写；(3)支持以字节、字或双字为单位对I/0端口或存储器进行读写；(4)支持长度达240字节的I/O端口；(5)支持本地硬件定址功能，自由选择I/O地址，在指定地址实现I/O端口；(6)直接升级ISA板卡到PCI总线，完全不用修改I/O板卡的相关软件；(7)直接映射支持容量为32KB的存储器SRAM或者扩展ROM(Boot ROM)；(8)内置硬件实现的I2C主设备接口，可挂接I2C从设备；(9)支持容量为64KB以及128KB的存储器或者扩展ROM；(10)内置4uS至1mS的硬件计时单元，用于延时参考；(11)大引脚间距(0.8mm)的PQFP-80封装。
2．2引脚介绍
图1为CH365总线接口芯片的一般应用框图，其中CH365左边的信号与PCI总线相连，右边的信号是用户接口，可与ISA总线相连。
PCI主要信号完全符合PCI总线规范要求，与PCI总线相连的主望信号有：CLK：系统时钟信号，上升沿有效；AD[3l-0]：地址和双向数据复用线；RST：系统复位信号，低电平有效； CBE[3-0]：总线命令和字节使能复用信号线；PAR：奇偶校验信号线TRDY：目标设备准备好信号，低电平有效；IRDY：发起设备准备好信号线，低电平有效；FRAME：帧周期开始信号线，低电平有效；DEVSEL：目标设备选中信
号线，低电平有效；INTA：INTA中断请求信号，低电平有效；IDSEL：初始化设备选择信号线，高电平有效。
这些信号直接和PCI总线上对应的引脚相连即可。
图1 CH365与PCI总线的接口门
与ISA总线连接的主要信号有：D[7-0]：8位双向数据信号线；A[15-0] : 16位地址信号线；IOP_RD：I/O端口的读选通/使能，低电平有效；lOP_WR：I/O端口的写选通/使能，低电平有效；MEM_RD：存储器或扩展ROM的读选通/使能，低电平有效；MEM_WR/IOP_HIT是复用引脚，MEM_WR是输出信号，作为存储器或扩展ROM的写选通/使能，低电平有效，而IOP_HIT是输入信号，用作本地硬件定址请求，低电平有效；SYS_EX/INT_REQ也是复用引脚，SYS_EX用作输出信号，作为可以独立控制的输出信号线，而INT_REQ用作输入信号，作为本地中断请求输入，低电平有效。
2．3工作模式的设定
为了在不增加引脚的前提下提供更多可用功能．CH365对部分引脚进行复用，通过工作模式设定进行功能选择。
工作模式设定的具体方法如下：将本地端8位数据信号线D7-D0采用上拉或者下拉的方式设定为所需的高电平或者低电平，CH365被复位后根据这些信号线的默认状态设定工作模式以及参数；而这些信号线在作为8位数据总线被驱动时，因为一般外部设备的驱动电流不小于1mA，所以上拉或者下拉不会影响其对数据总线的驱动；另外，CH365仅在被复位后的1μS内一次性设定工作模式以及参数，所以，如果外部设备的驱动能力很小或者是OC集电极开路驱动，则可以仅在复位后的短时间内实现下拉，而在其余时间屏蔽下拉或转换成上拉。
表1为设定工作模式和参数所对应的数值(1即高电平．0即低电平)。
例如，D1=O则可以定义PCI板卡的ID，D3=0则启用中断功能，D4=0则启用本地硬件定址的功能D4D3=01则启用EXT_WR功能，D4D3=11则启用SYS_EX功能。
表1 工作模式参数的设定
提供给产品制造商使用，数据线的状态从PCI设备配置空间41H中读值。
3 应用
图2给出了CH365的应用框图。
这是一块数字量输入输出I/O卡，由于只涉及到了简单的输入输出，因此图l中有些信号未曾使用。
CH365的PCI部分的信号直接与PCI总线连接即可；而ISA部分的本地信号中要用到的是：16位地址总线A15一A0，8位数据总线D7一D0．读信号10P RD(低电平有效)，写信号IOP_WR(低电平有效1，另外最重要的信号是本地硬件定址信号IOP_HIT(MEM_WR的复用引脚)。
其中16位地址总线的A9一A0参与译码，形成本卡的段基址和偏移地址及本地硬件定址信号。
本设计中选择D4经下拉电阻接地，即采用引脚63的复用功能，生成本地硬件定址信号，设置工作模式为ISA转PCI；另外Dl接高电平，即采用CH365默认的ID(推荐使用)。
在设计中采用了CPLD芯片，由CPLD对数据进行处理，这样不仅可以提高整个系统的工作速度，而且可以大量的减少通用分立IC的个数，降低PCB布线的难度和减小PCB板的面积，并且可以方便的升级和系统修改，增强了系统的稳定性和抗干扰性。
图2 CH365在I/O板卡设计中的应用
4 结束语
由于PCI总线数据吞吐量大，传输速率高，在微机接口设计中，基于PCI总线的设计成为主流。
CH365是一款优秀的PCI总线接口芯片，设计者用它可避免直接面对复杂的PCI总线协议。
降低了设计难度，使用户可以集中精力解决具体的应用问题，缩短了开发周期。
实践证明，CH365为开发作为总线接口目标设备的产品，特别是对基于ISA总线的接口板向PCI的转换提供了极大的方便。
本文的创新点：在数字采集系统中使用了功能强大的可编程逻辑器件，不仅大大减少了系统中元器件的数量，而且方便了后期的系统升级，只要修改CPLD中的软件部分，就可实现1~16路信号的采集。
作者：：陈俊灵，王福源来源：《微计算机信息》(嵌入式与SOC)2009年第2-2期。
