Проектируемое устройство должно, во-первых, выполнять специализированные функции, связанные с обработкой данных, а во-вторых, взаимодействовать с другими компонентами системы через интерфейс PCI со строгим соответствием различным требованиям и стандартам. Эти две стороны функционирования устройства могут быть разделены. Таким образом, в устройстве можно выделить, как минимум, два структурных блока: интерфейсный и функциональный.
Назначение интерфейсной части – обеспечение взаимодействия с интерфейсом PCI, опознавание циклов шины, обращающихся к устройству.
Собственно схема обработки данных взаимодействует с системой только через блок сопряжения с интерфейсом. Функции его выводов должны соответствовать преобразованным сигналам интерфейса.
В то время как функциональный блок, очевидно, должен быть реализован несколькими стандартными логическими элементами или одной заказной микросхемой, для сопряжения с интерфейсом естественно использовать типовую схему контроллера, которая специально предназначена для сопряжения системного интерфейса и интерфейса некоторого периферийного устройства. Нужно выбрать такой интерфейс периферийных устройств , который был бы значительно проще, чем PCI, сохраняя все необходимые возможности и не был специфичен для определённого вида периферийных устройств. В данной работе применён контроллер PC Card, поддерживающий 16-разрядный интерфейс PCMCIA 2.1, так как он достаточно универсален (практически любое устройство ввода-вывода может быть оформлено как PC Card) и позволяет подключаемому устройству быть практически пассивным, так как захват шины и множественные пересылки могут осуществляться самим контроллером в режиме прямого доступа к памяти.
Система конфигурации PCMCIA стандартизована, но соответствие этим соглашениям не является обязательным, так как доступ к устройству будет поддерживаться не стандартным программным интерфейсом для PC Card, а специализированным драйвером.
Функциональная часть включает в себя схему обработки и схему управления. Схема обработки состоит из устройств накопления входных и выходных данных и устройства обработки, включающего в себя сумматор и умножитель для нахождения среднего арифметического по входным и выходным данным.
В результате устройство оказывается состоящим из трёх структурных блоков: контроллера, устройства обработки данных и устройства управления.
Основной структурной частью устройства является схема обработки данных. Функции, которые она должна выполнять, описаны в задании на курсовой проект.
Синхронизация устройства осуществляется собственным синхросигналом, генерируемым некоторой схемой на плате. Так как взаимодействие с шиной PCI происходит посредством контроллера, преобразующего команды синхронного интерфейса PCI в асинхронные сигналы 16-разрядной PC Card, то не является необходимым задание всех действий устройства тактовым сигналом PCI. Однако готовность данных – процесс, нуждающийся в некоторой внешней синхронизации. При этом не требуется соблюдение или измерение каких-либо временных интервалов, а также строго задаваемая или постоянная частота. Поэтому наличие собственного генератора тактового сигнала не является целесообразным.
