微机原理专业读书报告

江苏大学本科学位论文 1 读书报告 做好毕业设计 ,第一步莫过于掌握充足的资料 ,并把这些资料进行系统的整理和分析 ,以供后面进一步的研究之用 .为了配合课题研究的方向 ,我学习了以下的书籍和资料 : 微机总线规范，实用接口技术， AMCC S5933TE， ATF1504AS，非常电路板设计，可编程逻辑器件及 VHDL 设计技术， MAX PLUS II 入门与提高。接着对每一份资料所作的分析做如下的报告： 由于设计中使用到了 PCI bus 和 ISA 的部分信号（ ADD-ON bus 将在 AMCC S5933的资料中获得），所 以需要了解这两种总线的各个信号的意义及使用方法。 为此我选择了机械工业出版社出版的微机总线规范以及电子科技出版社出版的实用接口技术这两本书，微机总线规范中讲解了 PCI 总线的知识，但不是很详细，而在实用接口技术这本书中详细的说明了 PCI 总线的规范以及各个信号的意义和使用方法，并不零星的提到了数据在总线中的传输方式。在设计的系统中仅使用了 ISA 总线中的数据和地址信号， I/O/M 读写信号 ,I/O/M选通信号以及一个中断信号 (INTA)。对与 PCI 总线信号的数据传输方式做了具体的总结： PCI 总线信号 中的 C/BE3:0， FRAME， TRDY， IRDY， DEVSEL， CLK， INTA信号是非常重要的。 C/BE3:0在地址周期时指示了总线操作的类型，经 S5933 后 PTNUM1:0信号线指示总线操作类型。其中 00， 01， 11 都表示 I/O空间访问，只有 10表示是存储器空间访问。 CLK信号经 S5933后有 BPCLK来同步 PCI 时钟。 INTA经 S5933 后由 IRQ来接收外部设备产生的中断。读写操作得过程是：首先由 PCI 声明 FRAME，表示要进行总线数据传输。 S5933 探测到 FRAME有效候就声明 DEVSEL，即通知 PCI 它已成为从设备，两者可以建立传输关系，接着就有两种情况： A 在写周期内， IRDY信号有效，表示有效的数据信号已在 AD0 AD31 引脚中建立，只要 TRDY信号有效，即从设备已做好了接收数据的准备。于是数据将从 PCI总 线传到 S5933的 ADD ON总线； B 在读周期内， TRDY有效表示数据送入 AD0 AD31 的引脚中。只要 IRDY有效，即主设备已做好了接收数据的准备。于是数据将从 ADD-ON 总线传到 PCI 总线。 由于 PCI 总线规范很复杂， 为了使实验系统能 够尽量的简单和有效，在设计江苏大学本科学位论文 2 的系统中采用了 AMCC S5933 总线控制芯片， 这样我们就只需要遵守它所规定的通用 ADD-ON 总线规范来实现设备间的数据交互。在 AMCC S5933 这一芯片中使用到了 ADD-ON 总线，在 AMCC S5933TE芯片资料中详细介绍了芯片的各个接口信号以及它们的意义，其中就有 ADD-ON 总线的接口信号，根据资料中说明的总线信号意义，加以分组，具体归纳如下： 1 寄存器访问信号线： DQ31:0， ADR6:2， BE3:0， SELECT#， WR#， RD#， MODE； 2 FIFO 访问信号线： WRFIFO#， RDFIFO#， WRFULL； 3 Pass-Thru 访问信号线： PTATN#，PTBURST#， PTRDY#， PTNUM1:0， PTBE3:0， PTADR#， PTWR； 4 System 信号线： SYSRST#， BPCLK， IRQ#； 5 ADD ON 发起 DMA 传输使用的控制信号线： FEW， FRF， FRC， FWC， AMWEN， AMREN； 6 访问邮箱部分字节的信号线： EA7: 0， EMBCLK。其中 Pass-Thru 访问信号线非常重要，因为在形成仿真 ISA 信号的时候使用了 Pass-Thru 的单周期读写方式，所以对这部分的信号和 它们的工作原理做了深入的分析（因为这在编写 ATF1504 的电路逻辑时需要使用到）。所以下面对这组信号做特别说明： PTATN# out PASS-THRU 注意信号。该信号指示一个激活的 PCI 总线周 期被译码 ,数据必须被读出或写入 PASS-THRU 数据寄存器 PTBURST# out PASS-THRU 突发请求。包含了当前 PASS-THRU 周期的 PCI 总 线操作请求突发传输 PTRDY# in PASS-THRU 就绪。表示 ADD-ON 已经完成了一个 PASS-THRU 周期 ,另一个周期可以开始了。 PTNUM1:0 out PASS-THRU 数据。指示由哪个基地址寄存器解码 PASS-THRU 动作。 00 对应 1,依次类推。 PTBE3:0 out PASS-THRU 字节使能。表示哪个字节被用来请求完成 PASS-THRU 操作。 PTATN#有效时有效 PTADR# in PASS-THRU 地址。这个信号引起 PASS-THRU 请求的真实地 江苏大学本科学位论文 3 址出现在 DQ 信号线上。对 32 位 ADD-ON 总线 ,使用 DQ31:0,对 16 位 ADD-ON 总线 ,使用 DQ15:0。 PTWR out PASS-THRU 写。该信号指示 PASS-THRU 操作是读操作还是 写操作。只有在 PTATN#有效时有效 对 ATF1504AS 进行编程首先得了解其内部逻辑结构，通过对 ATF1504AS资料的详细研究，基本上总结出了其内部逻辑结构（如宏单元，逻辑块， I/O Pins） 注：在这里我使用了 VHDL 语言编写程序，并采用了 MAX PLUS 进行编译，引脚分配和仿真，这将在可编程逻辑器件及 VHDL 设计技术）， MAX PLUS II 入门与提高中会说明其用法，由于 MAX PLUS 编译生成的是 *.pof 文件，所以我使用了 pof2jed 这个软件将它转换成 *.jed 文件以供编程器将之下载到ATF1504AS 芯片）。 ATF1504 逻辑块的分析及引脚分布： ATF1504的逻辑块的分析及引脚分布。 ATF1504具有 4个逻辑块和 44个引脚，其中 36 个是 I/O 引脚，如下表： BLOCK A， B， C， D。 BLOCK A & Pins ： 4,5,6,7(*),8,9,11,12 BLOCK B & Pins ： 13(*),14,16,17,18,19,20,21 BLOCK C & Pins ： 32(*),33,34,36,37,39,40,41 BLOCK D & Pins ： 24,25,26,27,28,29,31,38(*) INPUT/GCLK1 ： 43 INPUT/GCLRn ： 1 INPUT/OE1 ： 44 INPUT/OE2/GCLK2 ： 2 TDI ： 7 TMS ： 13 TCK ： 32 TDO ： 38 GND ： 10, 22, 30, 42 VCC ： 3, 15, 23, 35 注： TDI， TMS， TCK， TD0 供编程下载用。 江苏大学本科学位论文 4 非常电路板设计是介绍如何使用 Protel99 软件的使用方法的书籍，分为 Schematic 和 PCB 电路的制作两个部分， Schematic 部分是将电路设计用原理图的方法表达出来，因而它是制作 PCB 的基础形成的文件格式为 *.sch，在此基础上再生成网络表（ *.net），制作原理图的目的就是要得到正确得网络表以供制作 PCB 图时加载 。通过加载网络表后就得到了基本的元件，然后经过布局，布线， 和必要的手工修改就形成了最后的 PCB 图。 将逻辑设计的电路最终编程实现就需要将可编程逻辑器件及 VHDL 设计技术和 MAX PLUS II 入门与提高结合起来学习，因为是在 MAX PLUS II 的软件环境下编写和编译 VHDL 程序。我使用了 MAX PLUS II 中的文本编辑器，它是用来编写 VHDL 程序的；编译器，它是用来将编写的 VHDL 程序编译成 *.pof 文件，以供下载之用，编译后同时还生成 *.snf，它是用来在仿真时制作仿真通道文件是加载节点的； 波形编辑器，是用来制作仿真通道文件的；仿真器，通过加载 *.scf 文件后使用仿真器将自动在波形编辑器中产生输出波形。由于 MAXPLUS编译生成的是 *.pof文件，所以我使用了 pof2jed这个软件将它转换成 *.jed文件以供编程器将之下载到 ATF1504AS 芯片。 在我编写的 VHDL 程序中，包括三