PCI总线是同步总线，时序要求比较严格，比如：Tval最大为11 ns，Tprop最大为10 ns，Tsu最小为7 ns，Th为0 ns，此外，PCI总线接口还需要一定数量的宏单元和I／0引脚。在本设计中，为了同时实现光纤数据传输等其他的逻辑功能，选用了ALTERA公司StratixIIGX系列中型号为EP2SGX90EF1152的一款FPGA芯片。该芯片主要性能如下：片内90 960个逻辑单元；4．5 Mb的RAM资源；支持12路高速串行收发器通道，每路传输速率高达6．375 Gb／s；接口电平支持：LVTTL、LVDS、LVPECL。3．3－V PCI等众多I／O标准。EP2SGX系列芯片内部有专门支持PCI电气特性的区域(Bank)，非常适合于PCI接口的开发。

3 PCI接口设计实现
    本设计利用ALTERA公司的QuartusIl7．2软件和硬件描述语言，采用自顶向下的设计方法进行PCI接口的逻辑设计，并利用QuartusII软件对设计进行了功能和时序仿真。
    设计的具体流程如下：首先从总体上考虑：PCI接口作为一个功能模块，嵌入在FPGA内部，内侧面向用户逻辑，外侧通过芯片的I／O管脚与PCI总线相连。在用户端，需要把复杂的PCI总线命令转换为便于用户使用的类似ISA总线的命令格式，把地址线与数据线分离，并产生单独的读写控制信号。其次，根据总体要求，进行顶层设计和内部模块划分。最后，对具体的功能模块用软件编程实现并进行功能仿真。
    本设计中PCI接口的总体框图如图4所示。由图4可知，PCI接口主要由地址／命令锁存和译码、内部通信、外部通信和总线状态机、中断处理等模块组成。

3．1 地址／命令锁存和译码
    由于PCI总线为地址和数据复用型总线，在使用中需将地址和数据进行分离，首先要对PCI总线上的32位地址／数据总线锁存。译码是对来自主机的PCI总线命令信号CBE[3．．0]和IDSEL信号进行识别，并相应地向内部逻辑发出配置空间读写操作、I／O读写操作、存储器读写操作等信号。
3．2 外部通信
    外部通信接口主要完成对PCI总线的应答，并发出相应的信号。对于渎写操作，接口发出DEVSEL#信号响应PCI的FRAME#信号，完成握手。PCI协议规定了在交易期间对地址／数据总线和命令／字节使能总线进行奇偶校验。读交易期间，接口被要求驱动PAR信号线；写交易期间，目标将计算AD[31．．0]和CBE[3．．0]上的奇偶性，并把PERR信号送给PCI。
3．3 内部通信
    内部通信接口主要产，丰面向用户端，便于用户使用的一信号，包括复位信号、分离的读和写信号、地址总线、32位的数据读写总线。
3．4 总线状态机
    该模块足本设计的关键部分，其主要功能是根据PCI协议产生总时序来控制总线交易。总线状态机包含的状态主要有总线空闲状态、总线停靠状态、主设备数据传输状态、从设备数据传输状态、配置空间读写状态、目标I／O空间读写状态、主设备读写状态、总线翻转状态、数据传输终止状态等。以上各状态主要依据输入的PCIRST、FRAME#、IDSEL、CBE [3．．0 ]、GNT#、IRDY#、TRDY#、STOP#等信号变化进行状态转换。
3．5 中断处理
    本模块主要实现各种外部中断源的输入处理、中断允许寄存器和中断状态寄存器的控制和管理、INTA#信号的输出处理等。

4 工具软件在PCI总线调试中的使用
    在板卡的调试过程中使用了WinDriver软件，该软件是美国Jungo公司出品用于编写驱动程序的一种工具，是主要针对PCI、ISA、USB的一种开发工具。该软件对于调试PCI板卡很方便。用户不需要复杂的编程就能控制PCI没备进行读写操作，从而在硬件刚设计调试时，就能测试板卡性能的好坏，可测试的功能具体包括VenderID、Device ID的识别、基地址的分配、中断的分配、I／O端口的读写测试等。