基于CPCI总线的PowerPC主处理板设计
2．2．2 L2 Cache
MPC7410处理器支持L2 Cache，内部集成了L2Cache接口控制器，提供L2 Cache接口的总线时序控制电路，通过处理器内部L2 Cache控制器可以访问Cache存储器。主处理板上实现了总容量为2MByte的L2 Cache，数据宽度为72位，其中8位为校验位，64位为数据位。
2．2．3 桥接器
桥接器PC107是为PowerPC专门设计的桥芯片／存储器控制器，主要实现PowerPC到PCI的桥接功能，同时管理memory，可以运行在高达133MHz的处理器总线频率。PC107提供其他嵌入式应用必需的功能：处理器总线接口、PCI总线接口、存储器控制器、智能输入／输出信息控制器、I2C控制器、嵌入式可编程中断控制器(EPIC)、双通道集成DMA控制器、时钟控制部分等。根据在电路中所起的作用不同，PC107的工作方式可分为host mode和agent mode两种。在host mode模式中，由PC107管理存储器和PCI总线部分，PowerPC为整个系统的主CPU。在agent mode模式中，PC107用于和PCI主桥通信，PowerPC作为一个PCI设备，受PCI主桥的管理。本设计中PC107的工作方式为host mode。
2．2．4 存储器
主处理板上设计有SDRAM存储器、系统FLASH存储器、64位用户FLASH存储器和NVSRAM存储器。其容量配置见表1。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/178852.htm
2．2．4．1 SDRAM
在本设计中，SDRAM用于存放操作系统临时数据以及应用程序的数据和代码，为程序的运行和保存临时文件提供空间。SDRAM的管理由me-mory控制器来实现。桥接器PC107提供了高速SDRAM控制器，数据宽度配置为64位。PC107的SDRAM接口特点：SDRAM器件必须与SDRAM的JEDEC规范兼容，32位和64位数据可选宽度，支持页面式访问，支持8个物理bank，最大支持1GB的存储大小。本设计中SDRAM的总容量为512MB，总线时钟设计为100MHz。
由于SDRAM时钟总线的频率较高，为了提高模块的抗干扰能力和电磁兼容性，在PCB布局布线，包括走线长度、布线路径、阻抗匹配、线长线宽及间距等方面提出严格要求，并且在PCB制作前期通过仿真对信号完整性进行分析，确保电路的可行性。
2．2．4．2 FLASH
本设计中FLASH分为系统FLASH和应用FLASH。系统FLASH地址分配在存储空间的高端，用于系统的启动，系统FLASH上驻留BootRom引导程序、上电BIT测试程序、FLASH在板编程程序及操作系统。容量为4MB，8位数据宽度。应用FLASH用于储存应用程序，总容量为256MB，64位数据宽度。
2. 2. 4．3 NVSRAM
NVRAM是非易失存储器，用于存放系统重要信息，32kB存储容量，8位数据宽度。
2．2．5 复位
主处理板硬件复位包括两种：a．上电复位：外部电源5V电压低于4．65V时，该主处理板处于复位状态，外部电源5V电压高于4.65V后，产生大于200ms复位，复位整个硬件，同时驱动CPCI总线复位信号；b．手动复位输入：由外部手动复位引起，复位整个硬件，同时驱动CPCI总线复位信号。
2．2．6 看门狗
主处理板具有看门狗功能，当看门狗功能失效后，产生看门狗中断，上电默认为禁止。在FPGA内部设置看门狗使能寄存器，可以通过软件使能或禁止看门狗，看门狗定时器报警后产生中断。看门狗定时周期由硬件设置。
2．2．7 FPGA
FPGA主要负责系统的复位、中断管理和相关接口的时序和逻辑控制。本设计采用Xilinx的Virtex系列芯片，该系列FPGA片内含有丰富的寄存器／锁存器、同步、异步置位／复位信号、锁相环等。这款FPGA有30万门，260个IO管脚，满足设计要求。使用FPGA的另一个显著优点是可以不断地完善程序，进行实时在线编程。
2．2．8 定时器
PC107内部提供4路32位定时器，定时时钟为PC107的输入时钟的1／8，精度±50ppm：时钟中断输入到处理器。其中定时器1作为操作系统定时时钟，其它3路定时器作为应用程序操作时钟，可通过软件对其进行设置，最小定时周期为1ms。
评论