基于pci总线的power pc处理器嵌入式系统硬件的设计与实现

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1、基于PCI总线的PowerPC8245处理器嵌入式系统硬件的设计与实现-电气论文基于PCI总线的PowerPC8245处理器嵌入式系统硬件的设计与实现樊江锋，徐连波，叶波，王旭东（中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710119）摘要：MPC8245处理器芯片是一款高性能、低功耗处理器，该处理器集成了MPC603e内核及PCI桥，存储器控制器，DMA控制器，可编程中断控制器和I2C控制器。支持浮点运算，存储器管理，16KB命令Cache，16KB数据Cache，电源管理等功能。作为PCI接口的处理器模块接口，其可以广泛应用于PCI接口的嵌入式计算机，

2、PCI接口逻辑、驱动设计简单，结构清晰，易于扩展。关键词：PowerPC8245；处理器；PCII；I2C控制器中图分类号：TN911?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2015）16?0062?04收稿日期：2015?01?28PowerPC系列处理器最早是由Motorola公司、IBM以及Apple公司联合开发的，现主要由Freescale公司研制生产。由于其可升级性好，功耗低而应用最为广泛，同时在国内该处理器也应用较多，从PowerPC6XX，Power?PC7XX，PowerPC7XXX等系列都有产品应用，尤其最近几年飞速发展，被广

3、泛应用于各类嵌入式计算机系统。1MPC8245处理器硬件设计及实现1.1系统概述PPMC8245模块以MotorolaMPC8245处理器为核心，它内部集成了一个603e的处理器核和外设逻辑块（功能和操作方法类似MPC107）；用CPLD逻辑为处理器外围电路接口控制，实现存储器资源、I/O资源、以太网和PCI设备的读/写访问以及定时器和中断的管理。PPMC8245模块通过MPC8245内部集成的外设逻辑块直接控制SDRAM存储器的读/写访问和刷新，定时器、以太网和PCI设备也由外设逻辑直接控制，FLASHTM存储器、NVSRAM存储器、调试串口、输入/输

4、出离散量和中断由外设逻辑和CPLD逻辑共同控制。PMC8245处理器模块的硬件设计结构示意图见图1。1.2时钟电路设计CPU模块上时钟有25MHz，33MHz，其时钟工作电压为3.3V，时钟电路见图2。33MHz时钟经时钟驱动器产生5路33MHz同步时钟，其中1路为PCI_SYNC_IN输入到MPC8245，在经内部PLL和DLL产生SDRAM时钟，另4路输出到PMC插座上供PCI设备使用。MPC8245的PLL配置引脚为PLL_CFG[0..4]，对于给定的输入时钟SYSCLK，PLL配置对应的CPU和VCO的操作频率，PLL的配置时钟对应关系见图3。

5、1.3存储器电路设计实现MPC8245处理器内部集成高性能存储器控制器，示意图见图4，实现处理器和PCI接口对局部存储器的访问，存储器接口支持SDRAM，FLASH，NVSRAM等。SDRAM支持数据宽度32位或64位，速度最高133MHz，最大支持2GB空间，每个片选最大支持512MB，支持RWM周期，SDRAMECC功能。PortX接口设计挂接FLASH，NVSRAM和FPGA内部寄存器，支持8位，16位，32位，64位空间。PPMC8245模块通过MPC8245集成的存储器控制器，提供地址译码、数据处理周期访问时序、SDRAM时钟等来访问存储器。通

6、过控制MPC8245内部的一些寄存器来完成这些功能。1.3.1SDRAM存储器PPMC8245模块提供64位宽度的128MB的SDRAM，支持SDRAM校验，ECC。SDRAM采用SAM?SUNG公司的K4S511632E?TCI75实现，工作电压为3.3V，封装为54引脚的TSOP。MPC8245内置SDRAM存储器控制器，提供SDRAM的时序控制逻辑，并且提供SDRAM的访问时钟，设计频率66MHz。地址空间位于存储器的低端0x0000000~0x7FFFFFF。访问方式及时序控制由MPC8245内部的寄存器来实现。1.3.2USERFLASH存储器

7、USERFLASH存储器用于储存用户数据。USERFLASH采用SPANSION公司的4片16位的存储器S29GL256P实现64位USERFLASH，工作电压为3.3V，封装为56引脚的TSOP，容量设计为256MB。每片FLASH有512个128KWord扇区，支持整片擦写，扇区写保护等。FLASH存储器操作命令见表1。1.3.3SYSTEMFLASH存储器SYSTEMFLASH采用SPANSION公司的1片16位的存储器S29GL256P实现，容量为8MB，工作电压为3.3V，封装为56引脚的TSOP，按8位工作方式工作，容量设计为8Mb。SYST

8、EMFLASH地址分配在存储空间的高端，地址空间为0xFF800000H~0xF