一種高集成度基于PCI總線的AM80486 CPU設計與實現

摘要：文章針對目前大多數采用80486處理器的模塊系統集成度偏低、總線傳輸速率較慢的缺點，提出了一種解決方案。該方案采用PCI總線提升系統性能的同時，將部分功能單元以IP核(Intcllectual Property Core)的形式集成到FPGA中，使模塊具有很高的集成度，實現了小型化設計。經過驗證表明該方案合理可行，在提升系統性能的同時，具有集成度高、配置靈活、通用性強等特點。
關鍵詞：AM80486處理器；IP核；小型化設計；高集成度

0 引言
在設備更新換代時，對現有設備進行合理的升級，不僅能提升設備的性能，同時還可以延長設備壽命，降低全壽命周期的費用，同時升級后的設備在使用維護上還具有良好的繼承性。
80486處理器雖然已問世十多年，但在各個領域，尤其是機載航電系統中仍有大量應用。目前使用80486處理器的大多數模塊，普遍存在系統集成度偏低、總線傳輸速率較慢的缺點。針對這一問題，本文結合某計算機系統CPU模塊的升級，提出一種解決方案，該方案采用PCI總線提升系統性能，同時將部分功能單元以IP核(InteUectual Property Core)的形式集成到FPGA中，實現了小型化設計(CPU模塊采用PMC標準板卡外形及安裝方式)。

1 典型采用80486處理器的模塊結構
圖1為一種典型的采用80486處理器的模塊(以下簡稱典型80486模塊)結構圖。該模塊采用標準的1／2ATR外形尺寸，系統總線采用LBE(Local Bus Extension)總線，最大傳輸速率約40Mb／s，模塊重量約380g，功耗約5W(5V，1A)。

2 小型化80486 CPU模塊設計
小型化80486CPU模塊(以下簡稱CPU模塊)由處理器、FLASH、SRAM、NVRAM、可編程邏輯、看門狗、時鐘、PCI接口電路、RS232串行接口電路、DC／DC電路和隔離電路組成，系統結構圖如圖2所示。