powerpc和dallas的时钟芯片接口设计

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1、PowerPC和Dallas的时钟芯片接口设计

2、第1...关键词：实时时钟CPLDPoPC850、MPC860、MPC8260等）的应用越来越广泛。由于这些嵌入式CPU上集成着丰富的通信资源（如快速以太网接口、多个串口等），而且有较高的运行速度和较低的价位，故在一些远程测控领域的应用也越来越多。同时在许多系统中都需要实时时钟，而应用最广泛的当数Dallas的时钟芯片。摩托罗拉的PoPC860和DS1687为例，给出接口的设计方法和电路。因为用CPLD来实现，进步增加了通用性。1DS1687的功能和时序特点在我们开发的宽带接入服务器（BNAS）中用到了MPC

3、860，作为客户端与RADIUS服务器配合实现对用户信息的认证、鉴权、计费等功能。在处理计费信息时需要有实时时钟基准，我们选择了Dallas的DS1687实时时钟芯片。DS1687的引脚分布如图1所示。DS1687具有以下主要功能：*集成晶振和锂电池，芯片中RAM的数据在掉电后不会丢失；*解决千年虫问题；*集成242字节的NVRAM；*可编程方波输出；*输出32.768kHz信号，以支持电源管理功能；*在不加电时数据至少保存10年。DS1687的CPU接口为地址线数据线复用，读写时序分别如图2和图3所示。2MPC860的时序特点MPC860有异步和同步两种

4、总线接口，分别称为CPU和GPCM。UPM连接同步操作芯片，如SDRAM、SSRAM，具有较高的总线速度；GPCM连接异步操作的芯片，如异步时序内存、异步时序的专用芯片。MPC860的GPCM接口是地址和数据非复用的，基本操作时序如图4所示。为了简单起见，将读写时序在同一帧图上描述。其中片选读信号OE和写信号接口在一次操作中，数据线输出数据，地址线输出地址。从这个特点出发，设想用MPC860的两次操作产生的时序来完成DS1687的一次操作。具体思路如下：把MPC860的数据线（D0…D7）与DS1687的地址/数据线（AD0…AD7）相连，通过MPC860

5、的GPCM口直接输出的地址A11（也可根据内存空间划，随着选择一根地址线）、片选CS5（MPC860共有8个片选输出）、读信号OE和写信号PC860上电配置字设置、长监控时间的看门狗、MPC860与其它专用芯片的接口等其它功能，故选择可编程逻辑器件PLD来完成这些功能。随着PLD器件密度的提高和价格的下降，在系统中的应用会越来越广泛。在本设计中选择了Xilinx公司的CPLD器件XC95144。它属XC9500系列，由多个功能块（FB）和I/O块（IOB）组成，由开关矩阵FastCONNECTII完全互连。IOB提供器件的输入和输出缓冲，每个FB提供具有5

6、4个输入和18个输出的可编程逻辑的容量。该系列54个输入和18个输出的可编程逻辑的容量，该系列都是在系统可编程的，编程/擦除次数最少为1万次。CPLD的延时可以预测，适合作小规模的、对时序要求严格的逻辑。设计采用图形输入方式，逻辑原理如图5所示。下面分析该电路的工作过程。当MPC860对DS1687进行读操作时（假设读取地址0x55的数据），首先执行一条地址为0x07060000,数据为0x55的写指令：REG8（0x07060000）=0x55地址可根据系统定，但要保证A11=0，此时DS_RD、DS_PC860的value单元。当MPC860对DS16

7、87进行写操作时（假设地址为0x55，写入的数据为0xaa），需要两条写指针，第一条与读DS1687操作时相同，目的是把地址写入DS1687：REG8（0x07060000）=0x55第二条同样是一条写指令：REG8（0x07160000）=0xaa但目标地址要保证A11=1，此时接口输出的信号值为：ALE=0DS_CS=CS5DS_PC860和DS1687的接口，也适合其它的数据地址非复用的CPU和数据地址复用的外围芯片的接口。该接口设计在BNAS系统中成功使用之后，已陆续在公司其他部门得到了应用。