Man-Machine Interfaces

Peripheral Component Interconnect (PCI)

$author:   Ching-Wen (Ed) Lai
$date:     May. 2003
$revised:  Mar. 2018
$keywords: man, machine, interface, peripheral component interconnect, pci

An exercise of PCI interface control by Assembly.

Content

Concept
Requirements
Hardware
Software
Programming
Advanced

Concept

ISA的缺點就是可能會發生I/O Port衝突的問題, 最深刻的印象就是在DOS時代, 玩遊戲有時後會出現，聲霸卡與其它ISA卡位址衝突，而需特別手動調整聲霸卡或其它ISA卡的I/O位置.
PCI的出現，而透過電腦自動與PCI卡指定PCI介面卡 I/O或 Memory 位置.
PCI自動指定I/O或 Memory 位置, 主要是透過以下兩個 I/O Port來得到動態 I/O address.

I/O Port Address	Name
0x0cf8	PCI CONFIG Address Port
0x0cfc	PCI DATA Port

但在此次的練習為了方便起見,Leap PCI Target Board還是以固定IO為主.

Requirements

Microsoft Windows ME
Microsoft MASM (Macro Assembler)
Leap PCI Card and Target Board

Hardware

PCI Card - Front View (Master)
PCI Card - Rear View (Master)
Leap PCI Target Board

Software

安裝
將 Leap PCI card 插入電腦主機的 PCI Solt 內, 重開機後
OS 會提示已經發現下列硬體 – PCI Early non-VGA Device.
選擇 指定驅動程式的位址(進階)(S) 安裝裝置驅動程式。
適當的選擇驅動程式的位址(\Win32\Driver\Wdn),並點選『下一步』。
安裝後出現上面視窗,點選 完成,完成安裝驅動程式。
開啟 開始/ 設定/ 控制台/ 系統/ 硬體/ 裝置管理員, 點選 其他裝置/ Custom(OEM) PCI 9050/9052 Board 即可查看該裝置內容。
輸入輸出範圍
每台電腦上的裝置內容不盡相同,我電腦上的裝置內容整理如下

中斷要求	10
記憶體範圍	EE021000-EE02107F
記憶體範圍	EE000000-EE01FFFF
輸入輸出範圍(最低 I/O)	E000-E07F
輸入輸出範圍(次低 I/O)	E400-E403
輸入輸出範圍(最高 I/O)	E800-E8FF

Leap PCI 裝置可用的裝置 I/O 定義為

Programming

以下程式以控制七段顯示器的上數. 七段顯示器位址線位於 IO_Bank_1 IO-8~15, 資料線位於IO_Bank_1 IO-40~47, 透過與 Base 的加權,即可找出相對應的位址。

MODEL  SMALL                           
.386
.STACK

.DATA

IO_PORT0       EQU     0E811H  ;  io_bank_1 io-8~15
IO_PORT1       EQU     0E815H  ;  io_bank_1 io-40~47
OUT_DISABLED   EQU     0E808H  ;  io_bank_0
IO_PORT0D      EQU     0E800H  ;  io_bank_0
IO_PORT1D      EQU     0E804H  ;  io_bank_0

.CODE
BEGIN:
        PUSH    DS
        MOV     AX,0
        PUSH    AX
        MOV     AX,@DATA
        MOV     DS,AX
DISP_BEGIN:                             

        MOV     DX,IO_PORT1            ;第一個七段碼亮
        MOV     AX,0005H               ;0000-0005 不同位址輸出
        OUT     DX,AX
        CALL    COUNT_7SEG
        CALL    WAIT_1S

        MOV     AH,0BH                 ;按任意鍵結束程式
        INT     21H                    ;中斷向量21h
        CMP     AL,0FFH
        JNZ     DISP_BEGIN
        JMP     EXIT                   ;程式結束

COUNT_7SEG:                            ;顯示0~9數字
        MOV     DX,IO_PORT0            ;顯示 O
        MOV     AX,003FH               ;0011_1111
        OUT     DX,AX

        CALL    WAIT_1S

        MOV     DX,IO_PORT0            ;顯示 1
        MOV     AX,0006H               ;0000_0110  
        OUT     DX,AX

        CALL    WAIT_1S

        MOV     DX,IO_PORT0            ;顯示 2
        MOV     AX,005BH               ;0101_1011
        OUT     DX,AX

        CALL    WAIT_1S

        MOV     DX,IO_PORT0            ;顯示 3
        MOV     AX,004FH               ;0100_1111
        OUT     DX,AX

        CALL    WAIT_1S

        MOV     DX,IO_PORT0            ;顯示 4
        MOV     AX,0066H               ;0110_0110
        OUT     DX,AX

        CALL    WAIT_1S

        MOV     DX,IO_PORT0            ;顯示 5
        MOV     AX,006DH               ;0110_1101
        OUT     DX,AX

        CALL    WAIT_1S

        MOV     DX,IO_PORT0            ;顯示 6
        MOV     AX,007DH               ;0111_1101
        OUT     DX,AX

        CALL    WAIT_1S

        MOV     DX,IO_PORT0            ;顯示 7
        MOV     AX,0007H               ;0000_0111
        OUT     DX,AX

        CALL    WAIT_1S

        MOV     DX,IO_PORT0            ;顯示 8
        MOV     AX,007FH               ;0111_1111
        OUT     DX,AX

        CALL    WAIT_1S

        MOV     DX,IO_PORT0            ;顯示 9
        MOV     AX,006FH               ;0110_1111
        OUT     DX,AX

        CALL    WAIT_1S

        RET

WAIT_1S:
        MOV     BX,0007FH
WAIT_LOOP:
        CALL    WAIT_1MS
        DEC     BX
        CMP     BX,0000H
        JBE     WAIT_1S_EXIT
        LOOP    WAIT_LOOP
WAIT_1S_EXIT:
        RET

WAIT_1MS:
        MOV     CX,03FFFH
WAIT_LOOP1:
        MOV     BX,BX
        MOV     BX,BX
        MOV     BX,BX
        MOV     BX,BX
        MOV     BX,BX
        MOV     BX,BX
        MOV     BX,BX
        LOOP    WAIT_LOOP1
        RET

EXIT:
        MOV     DX,OUT_DISABLED                 ;清除所有設定。
        MOV     AX,0000H
        OUT     DX,AX
        MOV     DX,IO_PORT0D
        MOV     EAX,00000000H
        OUT     DX,EAX
        MOV     DX,IO_PORT1D
        MOV     AX,0000H
        OUT     DX,AX
        MOV     AH,4CH
        INT     21H
        END     BEGIN

Running

使用MASM編譯程式碼
```
C:\MASM\ML 7SEG-1.TXT
```
執行之後產成 OBJ 與 EXE 檔, 直接執行
```
C:\MASM\7SEG-1
```
即可看到 7-SEG 群的左側第一個由 0 開始往上數至9, 並且一直循環.

Advanced

PCI Host
PCI Bridge