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PCIデバイス設計入門―PCIバスの原理からHDLによるIC設計&デバッグ手法まで TECHI (Vol.3)

B5判 272ページ
CD-ROM付き


2000年1月1日発行



　パソコンの拡張バスは，ISAバスに代わってPCIバスが主流になってきた．したがって，これからの技術者にとって，PCIバスを理解することは必須となっている．CPUの信号が直接出ているようなISAバスとは異なり，PCIバスはコントローラによって入出力の制御をする．そのため，高速なデータ伝送が可能になるが，その代わり付加回路およびソフトウェアのサポートが必要になり，PCIボードを設計することはISAバスボードに比べると難しくなっている．
　本書では，PCIバスのターゲットデバイスに焦点を絞り，PCIバスの動作原理からFPGAを使ったコントロールデバイスの設計ならびにそれを利用したボードの制作までを詳細に解説する．


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目次

序章　PCIバスは難しくない

第1部　基礎知識編

第1章　PCIバスの概要と要点
　1.1　PCIバスの概要
　1.2　PCIバスの動作
　1.3　PCIバスの動作上の注意点
コラム1　タイミング図の意味と同期回路
コラム2　PCI SIGとベンダID取得


特別講座1　VHDL/Verilog-HDL言語入門
　1.1　HDL回路設計概要
　1.2　HDL文法クイックリファレンス
　1.3　回路記述例
コラム1　reg宣言してもレジスタが生成されない

第2部　ハードウェア設計入門編

第2章　PCIバストランザクションの基礎
メモリライトサイクル ―― ターゲット1の設計
　2.1　シーケンサの骨格
　2.2　PCIターゲットシーケンサ
　2.3　アドレスデコーダ
　2.4　ローカルバスシーケンサ
メモリリード/ライトサイクル―――ターゲット2の設計
　2.5　PCIターゲットシーケンサ
　2.3　アドレスデコーダ
　2.4　ローカルバスシーケンサ
コラム1　テスト環境の確認
コラム2　PCIバスの欠陥!?

第3章　コンフィグレーションレジスタの実装
コンフィグレーションレジスタの実装―――ターゲット3の設計
　3.1　コンフィグレーションレジスタ
　3.2　ターゲットシーケンサとアドレスデコーダ
　3.3　ローカルバスシーケンサ
　3.4　設計したデバイスの動作確認
コラム1　クラスコードいろいろ
コラム2　単機能デバイス/多機能デバイス
コラム3　サブシステムベンダIDとサブシステムID
コラム4　32/16ビットレジスタにバイトアクセスはあるか?
コラム5　VHDLかVerilog-HDLか

第4章　メモリ&I/Oターゲットデバイスの設計
ローカルバスにSRAMを接続―――ターゲット4の設計
　4.1　ローカルバスの仕様検討
　4.2　メモリアクセスタイミング制御
I/O空間を実装する―――ターゲット5の設計
　4.3　内部レジスタをI/O空間に
コラム1　なぜ/CEが共通で/WEが独立か
コラム2　SRAMのアクセス速度

第5章　割り込み対応ターゲットデバイスの設計
割り込み制御機能を実装する―――ターゲット6の設計
　5.1　PCIバスの割り込みシステム
　5.2　割り込み対応ターゲットの設計
　5.3　割り込み制御回路いろいろ
コラム1　PC/AT互換機でもインタラプトラインレジスタは8ビット必要!?
コラム2　インタラプトアクノリッジサイクル

第6章　より安定したPCIターゲットデバイスの設計
より安定して動作するPCIデバイス―――ターゲット7の設計
　6.1　パリティの生成とチェック
　6.2　バースト転送への考慮
　6.3　ディスコネクタ対応のシーケンサ
バースト転送対応デバイス―――ターゲット8の設計
　6.4　バースト転送対応デバイスの設計
コラム1　パリティチェックをしても…
コラム2　デバッグには必須! PCIバスエクステンション
コラム3　ディスコネクトしてる?

特別講座2　VHDL/Verilog-HDLステップアップ編
　2.1　ステートマシンのHDLコーディング
　2.2　回路のライブラリ化
　2.3　RTL記述の注意点

Appendix1　VHDLからVerilog-HDLへの変更方法
コラム1　HDL学習ツール

第3部　ハードウェア設計実践編

第7章　PCIバス対応プリント基板設計法
　7.1　PCIアドインボードの物理形状
　7.2　PCIバス信号ピンの処理
　7.3　プリント基板の配線やピン配置
コラム1　FA/産業用コンピュータ
コラム2　3.3V電源は必ずあるか?
コラム3　PCIアドインボードの存在確認
コラム4　Vioピン電圧とデバイスI/O電圧

Appendix2　PCI試作評価用ボード各種
コラム1　PCIハードウェアとソフトウェア第4版

第8章　ディジタルI/Oボード&FIFO搭載I/Oボードの設計
ディジタルI/Oボードの設計
　8.1　32ビットI/Oボードの設計
FIFO搭載I/Oボードの設計
　8.2　FIFOの必要性とは
　8.3　汎用FIFOデバイスの動作
　8.4　FIFO制御PCIデバイスの設計
　8.5　ローカルバスシーケンサの詳細
　8.6　通信相手の準備
　8.7　動作確認用サンプルプログラム
　8.8　FIFOを活かすには

第9章　SIOボード&汎用バスブリッジの設計
SIOボードの設計
　9.1　ビット幅の異なるバスの接続
　9.2　SIOコントローラ用ブリッジの設計
汎用バスブリッジの設計
　9.3　プログラマブルタイミングコントローラ

第10章　PCIデバイスの各種タイミング考察
　10.1　CPLD/FPGAデバイスのタイミング考察
各種CPLD/FPGAデバイスの評価
　10.2　FLEX10Kシリーズ(ALTERA)
　10.3　XC4000XL/SpartanXLシリーズ(XILINX)
　10.4　ispLSI5000シリーズ(LATTICE)
　10.5　MACH M4ファミリ(旧VANTIS/現LATTICE)

Appendix3　各社CPLD/FPGAデバイスと開発ツール
論理合成ツール
デバイス開発ツール

第4部　ハードウェアデバッグ編

第11章　PC/AT互換機におけるPCIバス
　11.1　PC/AT互換機におけるPCIバスの構成
　11.2　PC/AT互換機とコンフィグレーション空間
　11.3　コンフィグレーションレジスタへのアクセス
　11.4　コンフィグレーション時のデバイスセレクト
　11.5　PC/AT互換機とPCIバスの割り込み
　11.6　PCI BIOSの使い方
　11.7　プラグ&プレイBIOSについて

第12章　PCIデバッグツール群の機能と使い方
　12.1　PCIデバッグツール群とは
　12.2　コンフィグレーション情報表示ツール REDPCI.COM
　12.3　物理メモリエディタ MEMORY.COM
　12.4　I/Oアクセスツール IO.COM
　12.5　プラグ&プレイBIOS情報表示ツール PnP.COM
　12.6　PCI IRQルーティング情報表示ツール PCIIRQ.COM

第13章　PCIデバッグライブラリ for DOS と使い方
PCIデバッグライブラリ for DOS
　13.1　PCI BIOSコールライブラリ PCIFUNC
　13.2　ハイメモリアクセスライブラリ MEMFUNC
　13.3　I/Oアクセスライブラリ IOFUNC
　13.4　割り込みエントリ処理ライブラリ IRQFUNC
PCIデバッグプログラムの作り方

第14章　PCIデバッグライブラリ for Win32 と使い方
　14.1　WindowsからPCIデバイスを制御するには
　14.2　PCIDEBUG.DLLの使い方
　14.3　DLLの内部構造
　14.4　WindowsNT用ドライバの内部構造
　14.5　Windows95/98用ドライバの内部構造
　14.6　PCIデバッグライブラリの実行速度
　14.7　PCIデバイスのリソース割り当て
　14.8　通常のドライバとの違いなどについて

本書に付属するCD-ROMについて




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CD-ROM収録内容
　本書付属CD-ROMには、大きく分けて以下のファイル群が収録されています．

・本書連携CD-ROMコラム記事
・本書設計PCIターゲットデバイスHDLソース
・各社PCI試作評価用ボード用デバイスデータ
・DOS版PCIデバイスデバッグ用ツール
・DOS版PCIデバッグライブラリ&サンプルプログラム
・Windows版PCIデバッグライブラリ&サンプルプログラム

●本書連携CD-ROMコラム記事

第5章　割り込み対応ターゲットデバイスの設計
▲割り込みシステムデザイン指南


第11章　PC/AT互換機におけるPCIバス
▲CPUからのアクセスとバースト転送

第12章　PCIデバッグツール群の機能と使い方
・デバイス番号12は存在するのか?!
第14章　PCIデバッグライブラリ for Win32 と使い方
▲各種プログラミング言語からの使い方
・VisualC++からの使い方
・VisualBasic Ver5.0/6.0からの使い方
・Delphi4.0からの使い方
・コラム1　割り込み共有に関する問題について
・コラム2　WindowsNTにおけるHalTranslateBusAddress()の働き
▲PCIデバッグライブラリサンプル事例
・PciWatchの機能拡張
・PCIデバッグライブラリをEXCELから使う
▲INFファイルとリソース割り当て
・Windows95の標準ドライバの組み込み
・Windows95 OSR2の標準ドライバの組み込み
・Windows98&98SEの標準ドライバの組み込み
・各OSごとのINFファイルの組み込み

●本書設計PCIターゲットデバイスHDLソース
▲汎用版VHDLソース
・ターゲット1∼8…TGT1∼TGT8.VHD
・ディジタルI/Oボード…PIO.VHD
・FIFO搭載I/Oボード…FIFO1.VHD
・SIOボード…SIO.VHD
・汎用バスブリッジ…BRIDGE8/16/32.VHD
▲MAX+plusII VHDL論理合成ツール用 VHDLソース
・ターゲット4…TGT4.VHD
▲Verilog-HDLソース
・ターゲット3/7…TGT3.V/TGT7.V

●各社PCI試作評価用ボード用デバイスデータ
▲EasyPCIシリーズ GPCI9320
・ターゲット1∼7…TGT1∼7
・ディジタルI/Oボード…PIO
▲EasyPCIシリーズ GPCI9560
・ターゲット1∼7…TGT1∼7
▲EasyPCIシリーズ GPCI10K30
・ターゲット1∼8…TGT1∼8
▲EasyPCIシリーズ GPCI10K100
・ターゲット1∼8…TGT1∼8
▲PCI Evaluation Board BP-13
・ターゲット1∼8…TGT1∼8
・ディジタルI/Oボード…PIO
・FIFO搭載I/Oボード…FIFO1
・SIOボード…SIO
・汎用バスブリッジ…BRIDGE8/16/32
▲PCI Evaluation Board BP-29
・ターゲット1∼8…TGT1∼8
▲PCI Evaluation Board BP-49XLA
・ターゲット7…TGT7
▲PCI Evaluation Board BP-49SPA
・ターゲット7…TGT7
▲G-PCI2
・ターゲット1∼7…TGT1∼7

●DOS版PCIデバイスデバッグ用ツール
・PCIバステストツール…PCICHK
・PCIコンフィグレーション情報表示ツール…REDPCI.COM
・物理メモリエディタ…MEMORY.COM
・I/Oアクセスツール…IO.COM
・プラグ&プレイBIOS情報表示ツール…PnP.COM
・PCI IRQルーティング情報表示ツール…PCIIRQ.COM

●DOS版PCIデバッグライブラリ&サンプルプログラム
・PCI BIOSコールライブラリ…PCIFUNC
・ハイメモリアクセスライブラリ…MEMFUNC
・I/Oアクセスライブラリ…IOFUNC
・割り込みエントリ処理ライブラリ…IRQFUNC
・メモリリード/ライトチェックプログラム…MEMCHK
・割り込み動作チェックプログラム…INTCHK
・ディジタルI/Oボード用動作チェックプログラム…PIO
・FIFO搭載I/Oボード用動作チェックプログラム…FIFOS/FIFOR
・SIOボード用動作チェックプログラム…SIO1/SIO2

●Windows版PCIデバッグライブラリ&サンプルプログラム
・PCIデバッグライブラリ for Win32…PCIDEBUG
・メモリアクセスプログラム(VC++版)…TGT7TEST
・PCIコンフィグレーション情報表示ツール…PCIWATCH
・EXCEL用マクロファイル…CFGDUMP.XLS/MEMDUMP.XLS
・メモリアクセスプログラム(VB版)…TGT7TEST
・メモリアクセスプログラム(Delphi版)…TGT7TEST




附光碟。二手品相新。今年年初購入。

VHDL 語言。