基于PLD的嵌入式系統外存模塊設計

3 地址分配

有了上面的存儲器擴展方法，再結合系統的技術參數和單片機的特點，就可以做出一套合理的內存地址分配方案。下面給出單片機的地址劃分情況：

0000H~01FFH 系統寄存器區，保留0200H~1EFFH用戶區，直接映射到Flash ROM中的

0200H~1EFFH 可以用來存放數據、程序等，該區域可以由單片機直接進行尋址。

1FOOH~1FFFH 用戶區，實際使用中把Address—1lR、Address_F_WP等地址以及一些特殊設備如A／D轉換器、LCD顯示屏等的訪問地址設置在這個區域。

2000H~207FH 該區域是中斷向量區、芯片配置字節區、保留字區等，直接映射到Flash ROM中的2000H-207FH。

2080H～8FFFH 用戶區，單片機啟動也是從 2080H 處開始執行程序的，因此把這個地址范圍直接映射到 Flash ROM 的2080H～8FFFH,該區域設置系統的引導、初始化等程序。

9000H～FFFFH 用戶區，將這一段映射到 RAM 的9000H～FFFFH，作為系統程序的運行區域。

圖4中白色區域是單片機通過總線直接尋址的區域，可以由單片機直接進行訪問。灰色區域為內存的擴展區域，不能被單片機直接訪問，但可以通過前面介紹的方法由EPLD生成地址進行讀寫操作。下面簡要介紹一下各個區域在實際中的用途：Flash ROM中的0000H~1FFH和1F00H～1FFFH因為容量很小，沒有被利用。系統啟動后從Flash ROM的2080H處開始執行程序，將2000H~8FFFH的內容復制到RAM中的9000H~FFFFH，然后跳轉到RAM中執行系統程序。由于Hash ROM的速度慢，需要在讀寫過程中插入一定量的等待周期，因此將程序復制到RAM中執行可以提高系統的性能；同時系統在對Flash ROM進行寫入操作后，編程階段的10ms內不能對其進行讀取，因此RAM在這個時候也提供了程序運行的位置。這樣分配后，程序的長度被限制在28K字節，實際中這個數量完全可以滿足系統的需求。Hash ROM中的9000~FFFFH共28K字節，用來保存4段系統運行配置程序，每段長度可達7K字節；10000H-

1FFFFH共64K字節，用來作為采集數據的保存區域。RAM中的0000H~8FFFH共36K字節，用來作為數據的緩存區域。從上面的分析可以看出，最終設計的各項指標都已經超過實際的需求，能很好地解決實際應用問題。

4 合理利用日EADY信號

最后介紹一下單片機就緒信號READY在這個系統中的關鍵作用。從前面的設計中可以看出系統存在著高速RAM和慢速Hash ROM存儲器，開始時，Hash ROM選用了AT29C1024-70JCt31，它是該型號中速度最快的，有效數據建立時間僅為70ns。單片機不插入等待周期的讀寫時序，如圖5所示。

從ALE下降沿地址有效到／RD上升沿的時間是80ns，Hash的響應時間為70ns，再加上EPLD的延時就造成了單片機從Hash ROM讀取數據的不穩定，表現在無法對Flash ROM進行在線寫入、經常發生錯誤的執行結果、死機等。為此必須加入等待周期，延長讀、寫時間才能滿足Hash ROM的要求。在這里只需插入一個等待周期(100ns)便可以滿足要求，因此設置芯片配置字節CCR．5=0，CCR．4；0[1]。這樣，當READY信號為低電平時便自動插入且僅插入一個等待周期。一個簡單的做法就是把Flash ROM的片選信號／CS2連接到READY，這樣，當選中Flash ROM芯片時READY信號就跟隨／CS2同時變為低電平。按照這樣的設想可在EPLD內部重新設置READY信號，描述如下：

ready=!(((a[15．．0]>=H0200)(a [15．．0]：=H1EFF))

#((a[15．．0]>=H2000)(a[15．．0]=H8FFF))#(a[15．．0]= =Address_F_R)