PCI總線通用接口芯片CH361的功能特點、引腳功能和典型應(yīng)用

1、 主要特點

CH361是一個簡便易用的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總線的計算機板卡，或者用于將原先基于ISA 總線的板卡移植到PCI總線上。

CH361的主要特點如下：

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

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

● 支持長度達240字節(jié)的I/O端口;

● 允許本地硬件地址實現(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的擴展ROM（Boot ROM）;

● 支持通過8kB或者32kB擴容窗口映射的、容量為64kB/128kB的擴展ROM;

● 支持擴展ROM（Boot ROM）的寫操作，同時支持存儲器SRAM和閃存Flash-Memory;

●內(nèi)置預(yù)引導(dǎo)Mini-Boot-ROM，可支持擴展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，并可提供本地數(shù)據(jù)輸入緩存;

●內(nèi)置4μs～1ms的硬件計時單元，用于延時;

●采用80個腳的LQFP80和PQFP80兩種形式;

●采用了4項專利技術(shù)和多項專有技術(shù)，低成本，簡便易用。

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對部分引腳進行了復(fù)用，并可通過“工作模式設(shè)定”進行功能選擇?！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)這些信號線的默認狀態(tài)來設(shè)定工作模式以及參數(shù);這些信號線在作為8 位數(shù)據(jù)總線被驅(qū)動時，由于一般外部設(shè)備的驅(qū)動電流不小于1mA，所以，上拉或者下拉不會影響其對數(shù)據(jù)總線的驅(qū)動;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)動能力很小或者是采用OC 集電極開路驅(qū)動，那么，系統(tǒng)僅在復(fù)位后的短時間內(nèi)實現(xiàn)下拉，而在其余時間屏蔽下拉或者轉(zhuǎn)換成上拉。表2和表3所列為設(shè)定工作模式和參數(shù)時所對應(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.CH361屬于高頻數(shù)字電路，因此，設(shè)計PCB板需要參考PCI總線規(guī)范。

4.2 與存儲器的連接電路

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

如果將普通的SRAM換成雙端口SRAM，則CH361可以通過雙端口存儲器與外部的單片機或者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)為單位進行，但從SRAM讀出數(shù)據(jù)則能夠以字節(jié)、字、雙字為單位進行.CH361通過存儲器與外部電路交換數(shù)據(jù)的實測速度可以達到每秒1.5M字節(jié)。

4.3 連接擴展ROM

圖4是CH361與擴展ROM的接口電路.CH361可通過MEM_RD與ROM芯片U3（型號是27C512）進行連接。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128kB.一般情況下烠H361可以直接支持32kB容量的擴展ROM（即27C256芯片的容量），也可以在擴展ROM的程序中通過控制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，因為圖中的數(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（地址為8000H-0FFFFH），可以通過寫芯片控制寄存器的位0來重新設(shè)定A15地址線，SYS EX連接A16地址線時與A15的用法類似。另外，由于PCI擴展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的擴展ROM基址以重新將U3映射到存儲器空間.CH361的A15引腳不僅能用作地址線，還可以自由控制，例如在需要同時連接SRAM和ROM時，可通過A15切換兩者的片選.PC機中的擴展ROM相當(dāng)于一個電子盤，如果在其中寫入引導(dǎo)程序和應(yīng)用程序，那么，即使計算機沒有硬盤和操作系統(tǒng)，擴展ROM中的引導(dǎo)程序和應(yīng)用程序也能夠控制計算機以實現(xiàn)某些特定的功能。如，無硬盤PC機用于工業(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對地址進行譯碼即可輸出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沒有連接擴展ROM或者存儲器，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是一個簡單示例，CH361的輸入輸出信號與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)動電流大于10mA，因而可以在串接限流電阻后驅(qū)動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地址譯碼只對偏移地址0EFH至00H范圍有效，且長度不應(yīng)超過240字節(jié)。一般情況下，如果使用的I/O端口長度不超過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，A7就可以輸出低電平有效的片選信號，如果偏移地址超過80H，A7將輸出高電平，此時，I/O端口的片選信號無效。

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