关于PowerPC和Dallas的时钟芯片接口设计的方法和电路浅析_技术

在通信领域，摩托罗位的（如、、等）的应用越来越广泛。由于这些嵌入式CPU上集成着丰富的通信资源（如快速以太网接口、多个串口等），而且有较高的运行速度和较低的价位，故在一些远程测控领域的应用也越来越多。同时在许多系统中都需要实时时钟，而应用最广泛的当数的时钟芯片。摩托罗拉的系列地址线和数据线是独立的，而的时钟芯片的地址线和数据线是复用的。本文以和为例，给出接口的设计方法和电路。因为用来实现，进步增加了通用性。

1 的功能和时序特点

在我们开发的宽带接入服务器（BNAS）中用到了，作为客户端与服务器配合实现对用户信息的认证、鉴权、计费等功能。在处理计费信息时需要有实时时钟基准，我们选择了的实时时钟芯片。DS1687的引脚分布如图1所示。

DS1687具有以下主要功能：

*集成晶振和锂，芯片中RAM的数据在掉电后不会丢失；

*解决千年虫问题；

*集成242字节的；

*可编程方波输出；

*输出32.768kHz信号，以支持电源管理功能；

*在不加电时数据至少保存10年。

DS1687的CPU接口为地址线数据线复用，读写时序分别如图2和图3所示。

2 MPC860的时序特点

MPC860有异步和同步两种总线接口，分别称为CPU和GPCM。UPM连接同步 *** 作芯片，如、SSRAM，具有较高的总线速度；GPCM连接异步 *** 作的芯片，如异步时序内存、异步时序的专用芯片。MPC860的GPCM接口是地址和数据非复用的，基本 *** 作时序如图4所示。为了简单起见，将读写时序在同一帧图上描述。其中片选读信号OE和写信号WE的上升或下降沿的位置可通过设置寄存器进行调整。

3 接口的设计原理和具体实现

从DS1687的时序看出，在一次读或写的 *** 作中，地址/数据线先出现地址后出现数据；而GPCM接口在一次 *** 作中，数据线输出数据，地址线输出地址。从这个特点出发，设想用MPC860的两次 *** 作产生的时序来完成DS1687的一次 *** 作。具体思路如下：把MPC860的数据线（D0…D7）与DS1687的地址/数据线（AD0…AD7）相连，通过MPC860的GPCM口直接输出的地址A11（也可根据内存空间划，随着选择一根地址线）、片选CS5（MPC860共有8个片选输出）、读信号OE和写信号WE的逻辑运算产生DS1687的ALE信号、读信号DS_RD、写信号DS_WE和片选信号DS_CS。逻辑运行如下：

ALE=！（CS5） A11 WE）

DS_RD=OE ！A11

DS_WE=WE ！A11

DS_CS=CS5 /A11

下面分析该电路的工作过程。当MPC860对DS1687进行读 *** 作时（假设读取地址0x55的数据），首先执行一条地址为0x07060000，数据为0x55的写指令：

REG8（0x07060000）=0x55

地址可根据系统定，但要保证A11=0，此时DS_RD、DS_WE、DS_CS均无效。DS1687的ALE信号在下降沿将AD0～AD7上的数据锁存作为地址，从ALE的表达式看到，ALE的下降沿正是WE的上升沿，而此时AD0～AD7上的数据也正是是指令写入的数0x55，也就是DS1687在ALE下降沿把0x55锁存作为地址。紧接着执行一条读取指令：

=REG8（0x07160000）

应保证读 *** 作地址的A11=1。由 *** 作时序和逻辑表达式可知，此时

ALE=0

DS_CS=CS5

DS_RD=OE

在DS_RD（OE）的上升沿，将0x55单元处的数据锁存进MPC860的单元。

当MPC860对DS1687进行写 *** 作时（假设地址为0x55，写入的数据为0xaa），需要两条写指针，第一条与读DS1687 *** 作时相同，目的是把地址写入DS1687：

REG8（0x07060000）=0x55

第二条同样是一条写指令：

REG8（0x07160000）=0xaa

但目标地址要保证A11=1，此时接口输出的信号值为：

ALE=0