PCI總線通用接口芯片CH361的功能特點(diǎn)、引腳功能和典型應(yīng)用

1、 主要特點(diǎn)

CH361是一個(gè)簡(jiǎn)便易用的PCI總線通用接口芯片。該器件在本地端提供了通用的8 位數(shù)據(jù)總線。由于其支持I/O 端口映射和擴(kuò)展ROM 映射，因而可廣泛應(yīng)用于制作低成本的基于PCI總線的計(jì)算機(jī)板卡，或者用于將原先基于ISA 總線的板卡移植到PCI總線上。

CH361的主要特點(diǎn)如下：

● 帶有通用8位主動(dòng)并行接口：包括8位數(shù)據(jù)、16位地址、I/O讀和寫以及存儲(chǔ)器讀和寫;

● 可以設(shè)定PCI設(shè)備的設(shè)備標(biāo)識(shí)（Vendor ID，Device ID，Class Code 等）;

● 支持長(zhǎng)度達(dá)240字節(jié)的I/O端口;

● 允許本地硬件地址實(shí)現(xiàn)專用I/O端口，可直接移植ISA板卡到PCI總線;

● 具有兩種I/O端口存取速度：分別為60ns和240ns;

● 支持直接映射容量為8kB或者32kB的擴(kuò)展ROM（Boot ROM）;

● 支持通過(guò)8kB或者32kB擴(kuò)容窗口映射的、容量為64kB/128kB的擴(kuò)展ROM;

● 支持?jǐn)U展ROM（Boot ROM）的寫操作，同時(shí)支持存儲(chǔ)器SRAM和閃存Flash-Memory;

●內(nèi)置預(yù)引導(dǎo)Mini-Boot-ROM，可支持?jǐn)U展ROM模擬;

●內(nèi)置I2C主設(shè)備接口，可掛接I2C從設(shè)備;

●支持本地設(shè)備數(shù)據(jù)等待，并可提供本地?cái)?shù)據(jù)輸入緩存;

●內(nèi)置4μs～1ms的硬件計(jì)時(shí)單元，用于延時(shí);

●采用80個(gè)腳的LQFP80和PQFP80兩種形式;

●采用了4項(xiàng)專利技術(shù)和多項(xiàng)專有技術(shù)，低成本，簡(jiǎn)便易用。

2、 引腳功能

CH361接口芯片的引腳排列如圖1所示。各引腳功能如表1所列。

3、 工作模式

為了在不增加引腳的前提下提供更多可用功能，CH361對(duì)部分引腳進(jìn)行了復(fù)用，并可通過(guò)“工作模式設(shè)定”進(jìn)行功能選擇?！肮ぷ髂Ｊ皆O(shè)定”的具體方法如下：首先將本地端8位數(shù)據(jù)信號(hào)線采用上拉或者下拉的方式設(shè)定為所需的高電平或者低電平，以便在CH361被復(fù)位后根據(jù)這些信號(hào)線的默認(rèn)狀態(tài)來(lái)設(shè)定工作模式以及參數(shù);這些信號(hào)線在作為8 位數(shù)據(jù)總線被驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于一般外部設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電流不小于1mA，所以，上拉或者下拉不會(huì)影響其對(duì)數(shù)據(jù)總線的驅(qū)動(dòng);另外，CH361僅在復(fù)位后的1μs內(nèi)一次性設(shè)定工作模式及參數(shù)，所以，如果外部設(shè)備的驅(qū)動(dòng)能力很小或者是采用OC 集電極開路驅(qū)動(dòng)，那么，系統(tǒng)僅在復(fù)位后的短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)下拉，而在其余時(shí)間屏蔽下拉或者轉(zhuǎn)換成上拉。表2和表3所列為設(shè)定工作模式和參數(shù)時(shí)所對(duì)應(yīng)的數(shù)值（1 即高電平，0 即低電平）。［page］

4、 CH361的典型應(yīng)用

4.1 與PCI總線的連接電路

圖2所示是CH361與PCI總線進(jìn)行連接的接口電路，圖中，電容C1～C4用于電源退耦，而C2～C4應(yīng)分別并聯(lián)在CH361的三對(duì)電源引腳上。圖中，PCI總線的電源線引腳可以自由選擇，但數(shù)量不得少于4對(duì).CH361屬于高頻數(shù)字電路，因此，設(shè)計(jì)PCB板需要參考PCI總線規(guī)范。

4.2 與存儲(chǔ)器的連接電路

圖3是CH361與SRAM62256存儲(chǔ)器的接口電路。圖中，CH361通過(guò)MEM_RD和MEM_WR與存儲(chǔ)器U2（型號(hào)是SRAM62256）連接。因?yàn)镃H361只在PCI設(shè)備配置空間中提供擴(kuò)展ROM基址寄存器，而計(jì)算機(jī)BIOS通常不會(huì)為SRAM設(shè)置擴(kuò)展ROM基址，所以在讀寫存儲(chǔ)器U2前，需要設(shè)置擴(kuò)展ROM基址寄存器，以將存儲(chǔ)器U2映射到存儲(chǔ)器空間。也就是說(shuō)，向CH361的擴(kuò)展ROM基址置入地址值0E0000001（該地址不能與其它設(shè)備的存儲(chǔ)器地址相沖突，最低位置1是為了啟用擴(kuò)展ROM）后，U2即被映射到0E0000000H至0E0007FFFH 的地址空間，這樣，當(dāng)計(jì)算機(jī)讀寫0E0001234H 地址的存儲(chǔ)器時(shí)，實(shí)際上就是讀寫存儲(chǔ)器U2的1234H地址的內(nèi)容。

如果將普通的SRAM換成雙端口SRAM，則CH361可以通過(guò)雙端口存儲(chǔ)器與外部的單片機(jī)或者DSP交換數(shù)據(jù).CH361使用8位數(shù)據(jù)總線，所以，向SRAM寫入數(shù)據(jù)只能以字節(jié)為單位進(jìn)行，但從SRAM讀出數(shù)據(jù)則能夠以字節(jié)、字、雙字為單位進(jìn)行.CH361通過(guò)存儲(chǔ)器與外部電路交換數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)速度可以達(dá)到每秒1.5M字節(jié)。

4.3 連接擴(kuò)展ROM

圖4是CH361與擴(kuò)展ROM的接口電路.CH361可通過(guò)MEM_RD與ROM芯片U3（型號(hào)是27C512）進(jìn)行連接。它支持EPROM和閃存Flash-Memory，容量可以是32kB或者64kB.如果將SYS_EX用于A16地址線，則最大容量可達(dá)128kB.一般情況下烠H361可以直接支持32kB容量的擴(kuò)展ROM（即27C256芯片的容量），也可以在擴(kuò)展ROM的程序中通過(guò)控制A15地址線支持64kB容量的ROM芯片。下拉電阻R1用于CH361的工作模式設(shè)定，因?yàn)閳D中的數(shù)據(jù)線D0連接了下拉電阻，所以，系統(tǒng)復(fù)位后，地址線A15為低電平以選擇U3的低32kB（地址為0000H-7FFFH），而在需要讀取U3的高32kB時(shí)（地址為8000H-0FFFFH），可以通過(guò)寫芯片控制寄存器的位0來(lái)重新設(shè)定A15地址線，SYS EX連接A16地址線時(shí)與A15的用法類似。另外，由于PCI擴(kuò)展ROM中的內(nèi)容通常被BIOS復(fù)制到RAM內(nèi)存中，所以需要設(shè)置CH361的擴(kuò)展ROM基址以重新將U3映射到存儲(chǔ)器空間.CH361的A15引腳不僅能用作地址線，還可以自由控制，例如在需要同時(shí)連接SRAM和ROM時(shí)，可通過(guò)A15切換兩者的片選.PC機(jī)中的擴(kuò)展ROM相當(dāng)于一個(gè)電子盤，如果在其中寫入引導(dǎo)程序和應(yīng)用程序，那么，即使計(jì)算機(jī)沒(méi)有硬盤和操作系統(tǒng)，擴(kuò)展ROM中的引導(dǎo)程序和應(yīng)用程序也能夠控制計(jì)算機(jī)以實(shí)現(xiàn)某些特定的功能。如，無(wú)硬盤PC機(jī)用于工業(yè)控制或控制作業(yè)流程等。

4.4 I/O端口應(yīng)用

圖5是CH361 的應(yīng)用接口電路。利用讀選通/使能IOP RD和寫選通/使能IOP WR可 控制74LS139的譯碼使能，然后由74LS139對(duì)地址進(jìn)行譯碼即可輸出2路讀控制和2路寫控制，再經(jīng)74LS245輸入緩沖和74LS374鎖存輸出， 即可獲得2組每組8位緩沖輸入和2組每組8位鎖存輸出。如將CH361的I/O基址設(shè)定為5A00H，則讀取5A00H端口就是讀取第一組緩沖輸入，寫入5A01H端口就是寫入第二組鎖存輸出。如果CH361沒(méi)有連接擴(kuò)展ROM或者存儲(chǔ)器，則空閑的地址線A14～A8以及A15便可直接作為輸出控制線.A15～A0地址設(shè)定寄存器在系統(tǒng)復(fù)位后為低電平，并且只能以字為單位進(jìn)行讀寫。如要設(shè)定A13為高電平烝9為低電平熎淥位保持不變，則首先必須讀取該寄存器，然后將讀出數(shù)據(jù)中的位13置1、位9置0 ，最后再寫回該寄存器。圖5是一個(gè)簡(jiǎn)單示例，CH361的輸入輸出信號(hào)與TTL/CMOS 兼容，因而可以連接ADC/DAC/MCU等芯片，由于其輸出引腳的驅(qū)動(dòng)電流大于10mA，因而可以在串接限流電阻后驅(qū)動(dòng)LED.此外，CH361還提供了8根地址線A7～A0以可用于I/O地址譯碼，但由于偏移地址0FFH至0F0H范圍為專用功能寄存器的地址，所以I/O地址譯碼只對(duì)偏移地址0EFH至00H范圍有效，且長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)240字節(jié)。一般情況下，如果使用的I/O端口長(zhǎng)度不超過(guò)128字節(jié)，則可使用A7作為外部電路的片選線。而當(dāng)偏移地址為7FH至00H范圍時(shí)，A7就可以輸出低電平有效的片選信號(hào)，如果偏移地址超過(guò)80H，A7將輸出高電平，此時(shí)，I/O端口的片選信號(hào)無(wú)效。

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