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1、利用FPGA实现MMC2107和SDRAM的接口设计.freels必须对所有存储单元刷新一遍(8192行),防止数据丢失。图1K4S560832A内部结构2MMC2107组成结构及外部总线接口MMC2107是32位M-CORE系列MCU,是以M210microRISC核为CPU,最高系统时钟可达33MHz;在MIPS。MMC2107是基于M210CPU的、通用MCU系列中的第一个成员,具有很低的功耗;在主模式下,以最大系统时钟运行,并且片内所有模块全部处于运行状态时,最大的工作电流为200mA,特别适合于由电池供电的应用场合。MMC2107的组成框图如图2所示。从图2可以看出,
2、MMC2107片内除了M210核以外,主要还有128KBFlash、8KBSRAM、外部总线接口、时钟模块、复位模块、M-CORE到IPBUS之间的接口、中断控制器模块、8位边沿端口苇、2个可编程间隔定时器(PIT1和PIT2)、看门狗定时器1和TIM2)、串行外围接口SPI、2个串行通信接口(SCI1和SCI2)、ADC模块、多个通用的输入/输出信号、TAP控制器等功能及模块。MMC2107在主模式和仿真模式下,支持MCORE访问外部的存储器或设备。这时,M-CORE的本地总线(内部总线)扩展到片外,由外部总线接口(EBI)负责控制M-CORE局部总线和外地址空间之间的传送。
3、EBI有23位地址总线A22:0和4个片选信号CS3:0,使M-CORE的外部存储存储器地址空间可达32MB。EBI的数据传送宽度可以是32位的,也可以是16位的,可以由片选模块按4个片选通道分别予以设定,即片选通道0~3可各自编程选定。为了便于与各种速度的外设备相连,EB1在片选模块的控制下,可以形成所需长度的外总线周期。在EBI发起一个外部数据传送以后,EBI驱动并保持传送所需的各种信号,直到该总线周期结束。使EBI结束现行总线周期的方法有两种:EBI收到了由外逻辑发来的传送响应信号TA或TEA,或者收到了内部传送响应信号,片选模块可以为4个片选通道分别选择总线周期结束的方
4、法。图2MMC2107组成框图3FLEX10K系列FPGA随着深亚微米VLSI技术的迅速发展,FPGA/CPLD等可编程器件的资源有极大的发展。尤其是FPGA,器件的集成度已达到上千万门,系统工作频率已达到几百MHz。FLEX10K系列FPGA是工业界第一个嵌入式的可编程逻辑器件。由于其具有高密度、低成本、低功率等特点,所以脱颖而出成为当今AlteraCPLD中应用前景最好的器件系列。到目前为止,FLEX10K系列已经推出了FLEX10K、FLEX10KA、FLEX10KB、FLEX10KV和FLEX10KE等5种分支系列,其集成度也达到前所未有的250000门。FLEX10K
5、主要由嵌入式阵列块(EAB)、逻辑阵列块(LAB)、快速布线通道(FastTrack)和I/O单元组成,具有如下特点:①片上集成了实现宏函数的嵌入式阵列和实现普通函数的逻辑阵列;②高密度,具有10000~250000个可用门;③支持多电压(multivolt)I/O接口,低功耗,遵守全PCI总线规定,内带JTAG边界扫描测试电路;④通过外部EPROM、集成控制器或JTAG接口实现在电路可重构(ICR);⑤快速、可预测连线延时的快速通道连续式布线结构;⑥实现高速、多输入逻辑函数的专用级联链;⑦增强功能的I/O引脚,每个引脚都有一个独立的三态输出使能控制,都有漏极开路选择;⑧具有快
6、速建立时间和时钟到输出延时的外部寄存器;⑨多种封装方式可任意选择。本文所采用的FLEX10K系列器件是FLEX10KAEPF10K30AQC240引脚器件。图3SDRAM存储系统基本结构图4SDRAM存储器初始化状态机4MMC2107微控制器SDRAM接口设计本文介绍MMC2107外部SDRAM存储系统的实际存储容量为32M×32位,使用4片三星公司生产的K4S560832A存储器芯片。系统MMC2107支持对存储单元的读写和刷新。MMC2107对读写存储器的读写以32位单位进行(数据宽度32位),每次读写由外部决定访存周期。采用分散刷新方式,7.8μs执行1次自动刷新命令;如
7、果长时间没有访存操作,自动进入低功耗模式。4.1SDRAM存储接口结构本文使用了1片FPGA可编程器件来设计SDRAM控制接口(下文称为SDRAM控制器),SDRAM控制器接受MCU的写、读命令。由于K4S560832A时钟频率为133MHz,SDRAM要求在64ms内刷新8192行数据,因此该器件每间隔7.8μs执行一次自动刷新命令,计数器数值应小于7.8μs×133MHz=1037.4。当计数器计满1037次时,内部设置一个刷新定时器给出刷新命令,由SDRAM内部状态控制器产生对K4S4
