PCI(Peripheral Component Interconnect)总线是一种高性能,广泛使用的计算机局部总线,其接口电路已经成为各种计算机系统很重要的功能模块电路。使用可编程器件来实现PCI接口,其优点在于灵活的可编程性,可以依据插卡进行功能最优化,实现紧凑的系统设计,从而大大降低产品成本。根据实际需求,利用VHDL硬件描述语言设计了基于FPGA的32位/33MHz的PCI接口模块的IP核,并内嵌Xilinx公司的32位软处理器核MicroBlaze,从而在一片FPGA上就实现了快速高效的PCI主从接口和本地端处理器及其他控制逻辑。仿真结果正确,实际PCI板卡的调试运行良好。文中主要内容包括:1.从总体设计思路,自顶向下各个功能模块的设计,以及本地端接口通信协议的制定和其他各个方面进行了详细的分析讨论。2.研究了多状态机的协同设计(Concurrent Design)。当电路过于庞大,时序状态非常复杂时,可以将电路合理的隔离成若干相对独立的功能区,使用不同的状态机控制不同的功能区,从而使电路的工作效率得以提高。这对总线接口电路尤其实用。3.研究了在设计异步FIFO时注意的问题,包括亚稳态(Metastability)现象,空/满标志的产生等,并在设计中提出了一个较好的方案使其发生的概率降到很小的程度。4.讨论了测试平台(Test Bench)程序的设计。测试平台中,利用Xilinx EDK生成的MicroBalze处理器仿真模型,以及Synopsys PCI/PCI-X FlexModels模型组建了一个虚拟的PCI系统,可进行门级和行为级的仿真。5.介绍了PCI实验板卡的设计以及板卡调试程序的开发。