非多路复用与多路复用总线转换桥的设计与实现

《非多路复用与多路复用总线转换桥的设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、非多路复用与多路复用总线转换桥的设计与实现作者：李启瑞 柏 均 王传良    文章来源：电子技术应用摘要：提出了一种新颖的非多路复用总线与多路复用总线的转换接口电路。以两种总线的典型代表芯片ＴＭＳ３２０Ｆ２０６与ＳＪＡ１０００为例，分析了各自时序的特点，详细论述了两种总线之间转换的关键：读、写周期的使能信号和起始基准的确定，并采用复杂可编程器件ＣＰＬＤ实现。微处理器对外并行总线接口方式一般分为两种，一种为多路复用方式，数据与地址采用共用引脚，分时传输；另一种是非多路复用方式，数据与地址采用分离引脚，同时传输。目前国内应用广泛的ＭＣＳ１９

2、６和ＭＣＳ５１系列微处理器采用多路复用总线，设计电路时应考虑如何将数据和地址从总线上分离出来，与存储器、外围接口芯片的数据和地址引脚连接。一般利用ＡＬＥ（地址锁存）信号触发锁存器（７４ＬＳ３７３）将地址与数据信号分离出来。近几年来，随着低价位ＤＳＰ芯片的出现，ＤＳＰ芯片已被广泛应用到控制与测量领域中。国内使用的ＤＳＰ芯片以ＴＩ公司的ＴＭＳ３２０系列为主流。这种微处理器对外的数据和地址总线接口方式为非多路复用方式，不能与多路复用方式的外围接口芯片（如ＣＡＮ控制器ＳＪＡ１０００）直接相连。国内和国外也没有一款专用集成电路芯片来实现非多路复用

3、方式到多路复用方式的转换。参考文献１提出了一种转换方法，是将ＤＳＰ的数据线作为ＣＡＮ控制器的数据地址复用线，用ＤＳＰ的地址线Ａ０作为地址、数据选择线。Ａ０＝１时，地址有效；Ａ０＝０时，数据有效，即用奇数地址传送地址，用偶数地址传送数据。虽然此方法实现起来电路简单，但在编程时却需要考虑发送的数据何时作为ＣＡＮ控制器的地址，何时作为ＣＡＮ控制器的数据，没有从根本上解决非多路复用方式到多路复用方式的转换。本文以ＴＭＳ３２０Ｆ２０６与ＳＪＡ１０００的连接为例，采用复杂可编程逻辑器件ＣＰＬＤ，完成了用硬件来实现非多路复用方式到多路复用方式的转

4、换。１多路复用总线的信号和时序１．１ＳＪＡ１０００接口的主要信号说明ＣＡＮ控制器ＳＪＡ１０００提供的微处理器接口方式为典型ＩＮＴＥＬ或ＭＯＴＯＲＯＬＡ地址数据多路复用总线模式，主要信号有地址数据信号ＡＤ７～ＡＤ０、地址选通信号ＡＬＥ、片选信号ＣＳ、读信号ＲＤ、写信号ＷＲ、模式选择信号ＭＯＤＥ。当ＭＯＤＥ＝１时，为ＩＮＴＥＬ模式；当ＭＯＤＥ＝０时，为ＭＯＴＯＲＯＬＡ模式。本文描述的地址数据多路复用总线模式均为ＩＮＴＥＬ模式。图１和图２分别为ＩＮＴＥＬ模式读、写周期时序。ＡＤ７～ＡＤ０引脚在ＡＬＥ有效时，传送的是地址信号；在ＲＤ或ＷＲ有效时

5、，传输的是数据信号。１．２ＳＪＡ１０００的时序分析以ＳＪＡ１０００的读时序为例进行说明。在设计转换桥时，多路复用总线的各信号必须满足如下时间参数要求：ＡＬＥ的脉冲宽度（ｔＷＡＬ）最小为８ｎｓ；地址信号（Ａ０～Ａ７）建立到ＡＬＥ变为低电平所需时间（ｔｓｕＡ－ＡＬ）最小为８ｎｓ；ＲＤ的有效脉宽（ｔＷＲ）最小为４０ｎｓ；ＲＤ为低电平到数据信号Ｄ７～Ｄ０有效所需时间ｔＲＬＯＶ最大为５０ｎｓ；ＲＤ变为高电平到地址数据线释放（即高阻状态）所需时间ｔＲＨＤＺ最大为３０ｎｓ。２非多路复用总线的信号和时序２．１ＴＳＭ３２０Ｆ２０６

6、接口的主要信号说明ＴＳＭ３２０Ｆ２０６的总线接口方式采用地址和数据分离的形式。其主要信号有地址信号Ａ０～Ａ１５、数据信号Ｄ０～Ｄ１５、读信号ＲＥ、写信号ＷＥ、闸门信号ＳＴＲＢ、Ｉ／Ｏ空间选择信号ＩＳ、数据存储器选择信号ＤＳ、程序存储器选择信号ＰＳ、机器时钟输出信号ＣＬＫＯＵＴ１。当对外部数据存储器、程序存储器或Ｉ／Ｏ空间访问时，ＳＴＲＢ有效；当对外部Ｉ／Ｏ访问时（即程序中使用ＰＯＲＴＲ和ＰＯＲＴＷ指令），ＩＳ有效。   ２．２ＴＳＭ３２０Ｆ２０６的Ｉ／Ｏ时序分析ＴＭＳ３２０Ｆ２０６的读写时序如图３和图４所示。Ｉ／Ｏ的读或写工作周期一般在

7、两个机器周期内完成。在此期间，ＩＳ信号和地址信号一直保持有效；闸门信号ＳＴＲＢ发生在第一个机器周期有效后并保持一个机器周期以上；ＲＥ和ＷＥ有效时，数据有效。两次连续的写操作（如图４所示）时，ＷＥ的有效间隔时间ｔＷ（ＷＨ）最小为（２Ｈ－４）ｎｓ，而两次连续的读操作（如图３所示）时，ＲＥ的有效间隔时间ｔＷ（ＲＤＨ）为（Ｈ－４）ｎｓ～Ｈｎｓ，其中Ｈ为０．５倍的机器时钟周期。可见对于连续的读、写操作，ＲＥ、ＷＥ的有效间隔不同，设计电路时应注意此细节。在连续的读或写操作时，ＩＳ信号一直为有效电平‘０’，无法以此信号作为产生ＳＪＡ１０００的ＡＬＥ、

8、读、写信号起始基准；而在写周期时，ＳＴＲＢ与ＷＥ的变化始终保持一致，因此在产生ＳＪＡ１０００写周期时，可以用ＳＴＲＢ作为ＡＬＥ、ＷＲ产生的起始基准信号。但是ＴＳＭ３２０Ｆ２０６在连续的读操作时，ＳＴＲＢ一直