AMCC的原理与应用.pptx
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《AMCC的原理与应用.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《AMCC的原理与应用.pptx(77页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、目录一、硬件结构二、数据与指令三、开发与调试工具四、调试实例第1页/共77页一、硬件结构1.1 概述1.2 结构1.3 内核1.4 外围设备接口1.5 时钟与供电1.6 读写时序1.7 复位过程第2页/共77页1.1 概述AM186CC是AMD公司设计的一款x86架构的嵌入式CPU,特点是简单易用,有着很好的软件移植性。我司使用的186主频25MHz,3.3V单电压供电,I/O可承受5V电压;PQFP160封装 返回第3页/共77页1.2 结构基本组成结构是:CPU内核+外围设备接口。外围设备接口包括以下三类:1.存储器外设接口2.系统外设接口3.串行通讯外设接口第4页/共77页存储器外设接口
2、包括了以下部分:集成DRAM控制器;RAM/ROM/Flash存储器的无缝接口(工作在50MHz时55ns Flash需要零等待操作存储器);14个片选信号(8个外围设被片选,6个存储器片选);外部总线主用支持;复用和非复用的地址/数据总线;可编程的总线宽度;8位/16位BOOT选项 等等第5页/共77页系统外设接口包括以下部分:3个可编程16位定时计数器;硬件开门狗定时器;4个通用DMA;48个可编程I/O;36个可屏蔽中断控制器;第6页/共77页串行通讯外设接口由以下部分组成:4个HDLC通道,HDLC的物理接口可以是raw DCE,PCM Highway,或者GCI(IOM-2);4个独
3、立时隙分配器(TSAs);USB控制器;自动波特率发生器的高速UART;UART;同步串行接口(SSI);支持USB/HDLC的8个SmartDMA通道 第7页/共77页结构框图返回返回第8页/共77页1.3 内核Am186系列的所有成员(包括Am186CC控制器)都兼容186的初始工业标准,都建立在相同的186寄存器内核标准上,地址的产生,I/O空间以及指令集,段和数据的类型以及地址类型全部相同。和我们微机原理课上讲的非常类似,易于理解。第9页/共77页存储器空间寻址方式内存使用段(segment)的方式进行管理。每个段是一个连续的64k 8比特字节组成的线性序列。16比特段地址的值包括在下
4、列4个内部段寄存器(CS,DS,SS,ES)之一。内存地址16比特的段地址16比特的偏移地址具体计算方法:物理地址段地址值左移4位+16比特的偏移地址,物理地址长度为20比特。186的寻址空间为1M字节。第10页/共77页物理地址生成示意图第11页/共77页I/O空间寻址方式I/O空间包括了64k的8比特或32k的16比特端口。有独立的指令(IN,INS和OUT,OUTS)来为I/O空间定位,如果是8比特端口则利用上述指令确定,如果是16比特端口则要用到DX寄存器。8比特端口地址中A15-A8是低位地址。注意:CPU在I/O空间保留了00F800FF第12页/共77页示意图注意:00000h0
5、03FFh保留,作为中断向量表;00F8h00FFh也被保留返回返回第13页/共77页1.4 外围设备接口1.4.1 串行通讯口外围设备:Am186CC共支持8个串行接口。包括4个HDLC通道;一个USB控制器;2个UART;一个同步串行接口(SSI)USB接口我们并未用到,这里不作细述。4个HDLC通道和4个TSA:4个HDLC通道,它支持了HDLC,SDLC,LAPB,LAPD和PPP协议。每个通道可以和一个外部串行接口直接相连(非复用模式),或者能接入一个TSA(复用模式)内。第14页/共77页HDLC应用灵活的接口复用安排允许每个通道有它自己的外部raw DEC或者PCM highwa
6、y接口,能够和2个其他通道共享GCI接口;可以和3个或更多的通道共享一个普通PCM highway接口或其他的时域TDM总线;或者其他一些联合模式。说明:我们现在的应用方式是外部raw DEC接口,没有试过TSA等方式。注意TSA方式可保证每个TDM总线支持到最多512个8比特时隙。这一特性可用于PCM highway,E1,IOM-2,T1以及其他一些TDM总线。第15页/共77页HDLCHDLC通道提供了十分全面的应用方式:CTS/RTR硬件握手信号和自动使能操作,多点方式的冲突检测机制,透明模式,接收端的地址比较,标志位或标志空操作,每个HDLC的SmartDMA通道有两个BD环,发送接
7、收FIFO,全双工数据传送。对于我们常用的raw DCE方式来讲,传送速率可达10Mbit/s。第16页/共77页异步串口这两个串口都支持全双工双向数据传送。一个是高速UART口,带有发送接收FIFO,特殊字符匹配,自动波特率侦测,可用来实现PC机的modem接口。另外还有一个低速UART,用于调试口或实现低速波特率系统配置端口。它们都可通过CPU始终或独立的波特率产生时钟输入获得波特率。支持7,8,9比特数据传送;可在7或8比特的帧里获得地址比特的产生和检测;1或2个停止比特位;奇偶校验;中断产生和检测;硬件流程控制;使用通用DMA通道在串口上应用DMA方式。第17页/共77页同步串口一个S
8、SI:它是一个半双工,双向的通讯接口,实现AM186CC控制器和其他系统之间的通讯。主要用于186监测另外一个系统设备的工作状态以及通过软件实现对该设备的配置。通常这些设备包括音频编解码器、线路接口单元以及发送接收器。在50MHz的CPU时钟下SSI支持高达25Mbit/s的数据传输速率。186 SSI口作为主设备,而和它相连的设备作为从设备。使用这种协议,186送出一个命令字节到从设备上,接下来可进行读写操作。SSI接口包括了3个I/O脚:使能脚SDEN,时钟脚SCLK,双向数据脚SDATA。第18页/共77页GCI接口:是Alcatel,Italtel,GPT,Siemens联合开发的一种
9、接口。目前无此应用,此处不作详述 Smart DMA通道:186一共提供了12个DMA通道,其中8个是SmartDMA。它总是成对应用,一发送器一接收器;实现了利用存储器buffer和复杂的buffer链机制传送数据的功能。其中4个(2组)通道被分配来用作2个板内HDLC通道。其他4个能够支持3、4HDLC通道或者USB通道。另外186还提供了4个通用功能的DMA通道 第19页/共77页1.4.2 系统外设接口系统外设接口包括以下部分:3个可编程16位定时计数器;硬件开门狗定时器;4个通用DMA;48个可编程I/O;36个可屏蔽中断控制器;第20页/共77页中断控制器中断控制器的特点:有优先级
10、要求的可屏蔽中断一共36个,发生此类中断时需送入CPU进行处理。此外,186还可支持8个不可屏蔽中断:一个外部内部不可屏蔽中断(NMI),一个跟踪中断,以及其他的软中断和异常。这36个可屏蔽中断源是通过15个通道来实现的。所以,大多数通道可支持多个中断源。36个可屏蔽中断源包括了19个内部源和17个外部源。第21页/共77页通用DMA通道 一共4个DMA通道:用来实现存储器空间和I/O空间之间的数据传送,表现为4种方式:存储器到存储器,I/O到I/O,存储器到I/O,I/O到存储器。另外,186还支持外围设备到存储器或I/O之间的数据传送。186片内有以下设备支持通用DMA:定时器2,两个UA
11、RT口,USB控制器。而支持DMA方式的外部的设备则是通过外部DMA请求信号脚实现的。而每个通用通道从下面4种源之一接收DMA请求:DMA请求脚(DRQ1DRQ0),定时器2,UART,或者USB控制器。第22页/共77页可编程I/O脚 特点:数量:48个:功能:每个脚都可以提供一个以上的功能,所以当不需要复用的功能时,可通过对PIO寄存器编程配置为只用作PIO用途。此时,复用功能无效。特别注意:PIO口可以配置为输入或输出脚;内部上下拉或没有上下拉是由管脚本身的配置决定,用户不可配置;或者作为漏极开路输出。此外,其中8个PIO口可配置为2外部中断源。第23页/共77页可编程定时器特点:数量3
12、个定时器0,1是高度通用的定时器,都分别连接在2个外部管脚上(一个输入一个输出)。它们能对驱动定时器输入脚的外部事件进行计数或定时。它们也能产生非重复性的以及非固定占空比的波形并在定时器输出脚输出。定时器2没有连接到任何外部管脚,它的作用是为软件产生中断,以及轮询计数和延时应用。还可以为定时器0和1做预分频,以及作为DMA请求源使用。定时器2所用时钟频率为CPU时钟频率的1/4。定时器0和1所用时钟频率可以是CPU时钟的1/4,或者由它们对应的定时器输入脚驱动,此时,定时器对外部输入时钟计数。186还提供了一个脉宽解调选项,这样,当输入信号反转到低电平和高电平时都可以测量到 第24页/共77页
13、硬件看门狗定时器186提供了一个专职的看门狗定时器,它能够产生非屏蔽中断,微控制器复位,达到预设值时后系统复位。预设值用户可编程,范围从210 226个处理器周期。当软件错误或者外部设备不响应或响应错误时,看门狗定时器取得控制权。有时,看门狗定时器产生NMI后软件错误会得到纠正。当外部器件不响应或响应错误时,必须对控制器或整个系统复位解决问题。看门狗定时器提供了产生NMI和复位操作的灵活机制。第25页/共77页1.4.3 存储器外设接口1 系统总线接口总线接口控制了对外设控制块(PCB)、存储器映射和I/O映射外设以及存储器设备的所有访问。总线接口通过PCB对片内的外设接口进行访问。186的总
14、线特性包括:总线宽度可编程;独立的片选(UCS,LCS,所有非UCS非LCS和I/O空间);独立的字节写使能;从8位或16位设备的引导可选。集成在片内的外设接口由宽16位的读/写寄存器控制。这些寄存器位于大小1K字节的内部控制块(PCB)里面。复位过程中,PCB的基地址跳到I/O空间的FC00h。这些寄存器实际位于它们控制的外围设备里,但是它们的地址组成这个1K字节的块 第26页/共77页复用的地址和数据总线AD总线上仅在t1时钟相位阶段出现地址。186连续提供复用的AD总线以及非复用的地址总线(A总线)。A总线在完整的时钟周期内(t1t4)为系统提供了地址。在刷新周期里,AD总线仅在t1阶段
15、驱动,而在其他3个阶段线上的值都是无效的。而在刷新周期里,A总线上驱动的值是未定义的。非复用的A总线(A19-A0)的值总是在AD总线1/2个CLKOUT时钟周期之前生效。当和UCS,LCS变址输出以及写使能信号配合使用时,A19-A0总线可以对SRAM,DRA,和FLASH/EPROM存储器系统提供无缝的接口,也就是说,这些设备可挂在CPU上直接使用。第27页/共77页地址禁止模式 对于一个关注功耗的系统来说,可以令访问UCS或LCS地址空间时,AD总线上正常情况下应出现地址值时不出现地址。这段时间内AD线呈高阻态。这种模式通过设置UMCS和LMCS寄存器的DA位而激活。地址禁止模式下,相应
16、地址空间里所有正常总线周期内出现的信号数量减少了,这样功耗也将下降,处理器交换噪声减小,工作在高速时钟频率下时存储器设备和外设间的总线冲突也将消除。如果ADEN脚在处理器复位时生效,那么DA位将不会发生作用,AD总线上的地址也不会禁止掉。它保留了工业级80C186和80C188微处理器的复用地址总线并提供了对已有仿真工具的支持。第28页/共77页正常的总线状态 图1 正常工作模式下的总线状态 第29页/共77页地址禁止模式下的总线状态图2 地址禁止模式下的总线状态注意:AD总线工作在非复用状态,线上只有数据信号。仅A总线在读写操作时提供地址。第30页/共77页总线接口单元总线接口单元控制对外设
17、和存储器的所有访问。外部访问包括对存储器的操作,和对存储器和I/O地址映射的外设以及PCB的访问。186提供的增强型总线接口单元有以下特点:非复用地址总线;对高位和低位字节的独立的自己写使能;输出使能标准的80C186/80C188复用地址和数据总线需要系统接口逻辑和外部地址锁存。对于186,字节写使能和非复用的地址总线能够简化外部逻辑,从而降低了设计难度。第31页/共77页非复用地址总线(A19-A0)上的值出现比AD总线要提前1/2时钟周期。当与变址UCS,LCS输出信号以及写使能信号共同使用时,A19-A0对外部SRAM,FLASH/EPROM系统提供了无缝的接口。字节写使能:186提供
18、了WHB(写高位字节),WLB(写低位字节)作为字节写使能信号。WHB是BHE和WR信号或操作得到,当二者都是低电平时,WHB也变低;WLB是由A0和WR信号或操作得到。当需要对普通SRAM进行写操作时,字节写使能信号就通过非复用的地址总线驱动得到。输出使能:186提供了RD信号,以此作为存储器或外设的输出使能。186读取一个字节或字的时候,RD信号为低电平。第32页/共77页2 对DRAM的支持186有一个完全集成的DRAM控制器,对 2570ns EDO DRAM提供了无缝的接口。可以访问4Mbit(256k bit 16bit)的2个bank。不支持页模式的DRAM,快速页模式的DRAM
19、,非对成的DRAM以及8位宽的DRAM。对于40ns DRAM,提供零等待状态的186在50MHz下可以很好的支持。如果设计者需要更大的存储器来节约系统功耗,就可以充分利用DRAM的这个优点来取代SRAM。DRAM接口使用了不同的片选脚实现DRAM的RAS/CAS接口。186的DRAM控制器在正常存储器访问和刷新过程中都驱动RAS/CAS接口。所有必需的信号都由186产生,无需外部逻辑。第33页/共77页DRAM复用地址脚连接186的奇数地址脚,186的A1(起始位)接DRAM的MA0。访问过程中即可产生正确的行与列的地址。RAS脚 还 复 用 为 LCS和 MCS3,这 样 就 允 许DRA
20、M的bank在高或低的存储器空间都可使用。而CAS脚作为高或低段地址时用作MCS2和MCS1,它决定了访问16比特的DRAM哪一个字节的数据。186支持常用的DRAM刷新功能,CAS-before-RAS。所有的刷新周期包括3个等待状态,这样可支持各种不同频率的DRAM。但不支持burst操作。访问都是以一次为单位的。如果DRAM地址范围内和某PCS片选重合,则PCS访问比DRAM优先。第34页/共77页图3 无等待状态的DRAM读周期 第35页/共77页图4 有等待状态的DRAM读周期 第36页/共77页图5 无等待状态的DRAM写周期 第37页/共77页图6 有等待状态的DRAM写周期 第
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- AMCC 原理 应用
![提示](https://www.taowenge.com/images/bang_tan.gif)
限制150内