基于8O386系統的主模塊設計
處理器子系統主要完成系統控制、數據處理和計算、邏輯判斷、地址譯碼、時序邏輯生成和總線交換等功能;
存貯器子系統主要完成程序或數據的存貯和讀出,以保證系統執行預定的任務和操作;
板上I/O子系統主要完成串行口、并行口通訊、定時中斷和總線中斷等功能;
多總線接口子系統主要完成板上總線信號和多總線信號的轉換、傳遞、仲裁,以保證80386模塊通過多總線訪問板外存貯器、I/O等模塊。
2.2 80386模塊的原理描述
2.2.1 處理器子系統
處理器子系統包括80386中央處理器、80387協處理器和時鐘電路。80386不僅提供了Intcl 16位微處理器系統產品的全部特性,而且將物理地址空間擴展到4G字節,將數據通道擴大到32位。80386可按實地址方式和帶保護功能的虛擬地址方式PVAM兩種尋址模式工作。
80387協處理器和80386按同樣頻率工作,它擔負高速的數字運算,當CPU執行一個換碼指令時,協處理器開始執行程序。
82384時鐘發生器產生的時鐘作為CPU的輸入時鐘和系統時鐘,也對80387和其他控制電路作為同步或復位信號。
2.2.2 存貯器子系統
存貯器子系統包括程序存貯器EPROM、局部隨機存貯器SRAM、雙口隨機存貯器DPRAM,它們均采用16位寬度的存貯芯片。
EPROM存貯器采用雙字節單片EPROM芯片。通過配置跨線可選擇芯片的型號和容量。不論是實地址方式工作,還是PVAM方式工作,EPROM總是占用地址空間的最頂端。系統加電后,處理器子系統首先按FFFFOH地址到EPROM中執行第一條無條件跳轉指令,然后再根據跳轉地址執行EPROM中程序或到RAM中存取數據。
局部SRAM存貯器采用兩片或四片雙字節靜態RAM芯片,通過配置跨線可選擇SRAM存貯器的容量和起始地址,SRAM的數據位寬度為32位,通過對80386發出的字節選擇信號進行譯碼,可以以8位、16位或32位方式對SRAM進行讀寫操作。
雙口DPRAM存貯器采用兩片雙字節硬雙口RAM2芯片。80386可經過板內總線像訪問SRAM存貯器一樣讀寫DPRAM;Multibus總線上的其它主設備也可同時經由Multibus總線讀寫DPRAM,兩條通道同時訪問產生的競爭由雙口RAM內部進行裁決。可選擇DPRAM的起始地址,也可開放或關閉DPRAM。
2.2.3 板上I/O子系統
板上I/O子系統包括82C53可編程定時器、82C59A可編程中斷控制器、82C51A可編程串行控制器、82C55A可編程并行接口。
82C53包含三個可編程的定時器,一個作為82C51A的發送接收時鐘,另兩個作為系統定時器和跨線可選的中斷源。
82C59A共有兩片,一片作主片,一片作從片。主片的一根中斷請求線作為主、從片級聯,另外15級中斷請求跨線可選。
以82C51A為主的串行I/O通道可按RS232C或RS422標準配置,對82C51A編程可設置通訊波特率。
82C55A提供3個8位并行I/O口,通過對82C55A編程可選擇I/O處于三種工作方式的哪一種。
2.2.4 多總線接口子系統
80386模塊是多總線上的主板,它具有Multibus總線要求的全部信號。在80386系統中主模塊與其它功能模塊的聯系通過Multibus總線實現。板上使用8288總線控制器產生多總線存貯器或I/O讀寫信號;使用8289總線仲裁器決定當前總線周期屬于本板還是別的總線主設備。803 86可訪問Multibus總線接口的全部地址空間,Multibus總線的數據位寬度為16位,為了傳送80386的32位數據,微處理器把32位分成兩個字,分兩次通過多總線與其它設備傳輸數據。通過Multibus總線接口的數據字節交換邏輯。多總線也可以傳送8位數據。
3 80388模塊的結構設計
80386模塊采用高密度裝配和混合組裝工藝,采用熱設計原理,裝有冷板,便于器件散熱,以確保在最惡劣的環境下,模塊上的信號器件和功率器件的結溫不超過+110℃,冷板邊緣的溫度不超過+85℃。為了增強模塊的機械性能和裝配性能,板上裝有加固條、壓板和鎖緊裝置,為了便于模塊在機箱里插拔,板上裝有左、右杠桿,另外還有防止模塊插錯位置的定位銷。
4 結束語
本設計在抗惡劣環境加固計算機中得到了廣泛的應用,實踐證明整個設計結構堅固,抗震性好;性能穩定可靠,耐高、低溫性能好;電磁兼容性佳,能滿足抗惡劣環境計算機使用要求。本文引用地址:http://www.104case.com/article/202450.htm
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