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摘要：CH361是一個簡便易用的pci總線通用接口芯片。可用于制作低成本的PCI總線的計算機板卡，同時也可以利用它把原來的ISA總線卡移植到PCI總線上。文中在介紹了CH361的特點、功能和工作模式的基礎上，重點介紹了CH361與PCI總線、存儲器、擴展ROM和I／O端口的接口電路。

關鍵詞：PCI總線；CH361；I/O端口映射；擴展ROM映射

1主要特點

CH361是一個簡便易用的PCI總線通用接口芯片。該器件在本地端提供了通用的8位數據總線。由于其支持I／O端口映射和擴展ROM映射，因而可廣泛應用于制作低成本的基于PCI總線的計算機板卡，或者用于將原先基于ISA總線的板卡移植到PCI總線上。

CH361的主要特點如下：

●帶有通用8位主動并行接口：包括8位數據、16位地址、I／O讀和寫以及存儲器讀和寫；

●可以設定PCI設備的設備標識（VendorID，DeviceID，ClassCode等）；

●支持長度達240字節的I／O端口；

●允許本地硬件地址實現專用I／O端口，可直接移植ISA板卡到PCI總線；

●具有兩種I／O端口存取速度：分別為60ns和240ns；

●支持直接映射容量為8kB或者32kB的擴展ROM（BootROM）；

●支持通過8kB或者32kB擴容窗口映射的、容量為64kB／128kB的擴展ROM；

●支持擴展ROM（BootROM）的寫操作，同時支持存儲器SRAM和閃存Flash－Memory；

圖2

●內置預引導Mini－Boot－ROM，可支持擴展ROM模擬；

●內置I2C主設備接口，可掛接I2C從設備；

●支持本地設備數據等待，并可提供本地數據輸入緩存；

●內置4μs～1ms的硬件計時單元，用于延時；

●采用80個腳的LQFP80和PQFP80兩種形式；

●采用了4項專利技術和多項專有技術，低成本，簡便易用。

2引腳功能

CH361接口芯片的引腳排列如圖1所示。各引腳功能如表1所列。

表1CH361的引腳功能描述

引腳號引腳名稱類型引腳說明

20,61,80VCC電源+5V電源

1,21,60GND電源接地

64PCI_RST輸入系統復位信號線

65PCI_CLK輸入系統時鐘信號線

2～5,14～19,22～23,

25～32,66～73,76～79PCI_AD31～PCI_AD0三態輸出及輸入地址、數據復用信號線

6,13,24,74PCI_CBE3～PCI_CBE0輸入總線命令、字節使能復用信號線

12PCI_PAR三態輸出奇偶校驗信號線

75PCI_IDSEL輸入初始化設備選擇信號線

7PCI_FRAME輸入幀周期開始信號線

8PCI_IDRY輸入發起設備準備好信號線

9PCI_TRDY三態輸出目標設備準備好信號線

10PCI_DEVSEL三態輸出目標設備選中信號線

11PCI_STOP三態輸出可用于INTA中斷請求信號線，一般不連接

51～58D7～D0三態輸出及輸入8位數據信號線，各帶40kΩ上拉電阻，D7同時是I2C接口的SDA信號線

33～39，42～50A15～A0輸出16位地址信號線，A15～A8可以獨立控制輸出，A15同時可以設定為I2C接口的SCL信號線

40IOP_RD輸出I/O端口的讀選通/使能，低電平有效

41IOP_WR輸出I/O端口的寫選通/使能，低電平有效

62MEM_RD輸出擴展ROM或存儲器的讀選通/使能，低電平有效

63復用MEM_WR輸出擴展ROM或存儲器的寫選通/使能，低電平有效

IOP_HIT輸入本地硬件地址請求，低電平有效，帶上拉

59復用SYS_EX輸出可以獨立控制的輸出信號線，可以設定為I2C接口的SCI信號線

IOP_WAIT輸入本地設備數據等待請求，低電平有效，帶上拉

EXT_WR輸入本地數據輸入緩存寫使能，上升沿有效，帶上拉

INT_REQ輸入本地中斷請求輸入，低電平有效，帶上拉

3工作模式

為了在不增加引腳的前提下提供更多可用功能，CH361對部分引腳進行了復用，并可通過“工作模式設定”進行功能選擇。“工作模式設定”的具體方法如下：首先將本地端8位數據信號線采用上拉或者下拉的方式設定為所需的高電平或者低電平，以便在CH361被復位后根據這些信號線的默認狀態來設定工作模式以及參數；這些信號線在作為8位數據總線被驅動時，由于一般外部設備的驅動電流不小于1mA，所以，上拉或者下拉不會影響其對數據總線的驅動；另外，CH361僅在復位后的1μs內一次性設定工作模式及參數，所以，如果外部設備的驅動能力很小或者是采用OC集電極開路驅動，那么，系統僅在復位后的短時間內實現下拉，而在其余時間屏蔽下拉或者轉換成上拉。表2和表3所列為設定工作模式和參數時所對應的數值（1即高電平，0即低電平）。

表2工作模式設定表

數據線數據線的設定說明設定值=0設定值=1

D0設定系統復位后A15地址線的默認值復位后為0復位后為1

D1選擇PCI設備標識（ID）外部提供IDCH361默認1D

D4選擇復用引腳63的功能IOP_HITMEM_WR

D5設定I/O端口存取速度、擴展ROM容量60ns、8kB240ns、32kB

D7和D6提供給產品制造商使用，數據線的狀態從PCI設備配置空41H中讀取

表3引腳復用設定表

數據線D4-D3-D2的設定值選擇復用引腳59引腳功能說明

D4-D3-D2=000或者100INT_REQ本地中斷請求輸入

D4-D3-D2=001IOP_WAIT本地設備數據等請求

D4-D3-D2=010EXT_WR本地數據輸入緩存寫使能

D4-D3=011或者110或者111SYS_EX獨立控制輸出，復位后為0

D4-D3-D2=101獨立控制輸出，復位后為1

4CH361的典型應用

4．1與PCI總線的連接電路

圖2所示是CH361與PCI總線進行連接的接口電路，圖中，電容C1～C4用于電源退耦，而C2～C4應分別并聯在CH361的三對電源引腳上。圖中，PCI總線的電源線引腳可以自由選擇，但數量不得少于4對。CH361屬于高頻數字電路，因此，設計PCB板需要參考PCI總線規范。

4．2與存儲器的連接電路

圖3是CH361與SRAM62256存儲器的接口電路。圖中，CH361通過MEM＿RD和MEM＿WR與存儲器U2（型號是SRAM62256）連接。因為CH361只在PCI設備配置空間中提供擴展ROM基址寄存器，而計算機BIOS通常不會為SRAM設置擴展ROM基址，所以在讀寫存儲器U2前，需要設置擴展ROM基址寄存器，以將存儲器U2映射到存儲器空間。也就是說，向CH361的擴展ROM基址置入地址值0E0000001（該地址不能與其它設備的存儲器地址相沖突，最低位置1是為了啟用擴展ROM）后，U2即被映射到0E0000000H至0E0007FFFH的地址空間，這樣，當計算機讀寫0E0001234H地址的存儲器時，實際上就是讀寫存儲器U2的1234H地址的內容。

如果將普通的SRAM換成雙端口SRAM，則CH361可以通過雙端口存儲器與外部的單片機或者DSP交換數據。CH361使用8位數據總線，所以，向SRAM寫入數據只能以字節為單位進行，但從SRAM讀出數據則能夠以字節、字、雙字為單位進行。CH361通過存儲器與外部電路交換數據的實測速度可以達到每秒1．5M字節。

4．3連接擴展ROM

圖4是CH361與擴展ROM的接口電路。CH361可通過MEM＿RD與ROM芯片U3（型號是27C512）進行連接。它支持EPROM和閃存Flash－Memory，容量可以是32kB或者64kB。如果將SYS＿EX用于A16地址線，則最大容量可達128kB。一般情況下CH361可以直接支持32kB容量的擴展ROM（即27C256芯片的容量），也可以在擴展ROM的程序中通過控制A15地址線支持64kB容量的ROM芯片。下拉電阻R1用于CH361的工作模式設定，因為圖中的數據線D0連接了下拉電阻，所以，系統復位后，地址線A15為低電平以選擇U3的低32kB（地址為0000H－7FFFH），而在需要讀取U3的高32kB時（地址為8000H－0FFFFH），可以通過寫芯片控制寄存器的位0來重新設定A15地址線，SYSEX連接A16地址線時與A15的用法類似。另外，由于PCI擴展ROM中的內容通常被BIOS復制到RAM內存中，所以需要設置CH361的擴展ROM基址以重新將U3映射到存儲器空間。CH361的A15引腳不僅能用作地址線，還可以自由控制，例如在需要同時連接SRAM和ROM時，可通過A15切換兩者的片選。PC機中的擴展ROM相當于一個電子盤，如果在其中寫入引導程序和應用程序，那么，即使計算機沒有硬盤和操作系統，擴展ROM中的引導程序和應用程序也能夠控制計算機以實現某些特定的功能。如，無硬盤PC機用于工業控制或控制作業流程等。

4．4I／O端口應用

圖5是CH361的應用接口電路。利用讀選通／使能IOPRD和寫選通／使能IOPWR可控制74LS139的譯碼使能，然后由74LS139對地址進行譯碼即可輸出2路讀控制和2路寫控制，再經74LS245輸入緩沖和74LS374鎖存輸出，即可獲得2組每組8位緩沖輸入和2組每組8位鎖存輸出。如將CH361的I／O基址設定為5A00H，則讀取5A00H端口就是讀取第一組緩沖輸入，寫入5A01H端口就是寫入第二組鎖存輸出。如果CH361沒有連接擴展ROM或者存儲器，則空閑的地址線A14～A8以及A15便可直接作為輸出控制線。A15～A0地址設定寄存器在系統復位后為低電平，并且只能以字為單位進行讀寫。如要設定A13為高電平A9為低電平其它位保持不變，則首先必須讀取該寄存器，然后將讀出數據中的位13置1、位9置0，最后再寫回該寄存器。圖5是一個簡單示例，CH361的輸入輸出信號與TTL／CMOS兼容，因而可以連接ADC／DAC／MCU等芯片，由于其輸出引腳的驅動電流大于10mA，因而可以在串接限流電阻后驅動LED。此外，CH361還提供了8根地址線A7～A0以可用于I／O地址譯碼，但由于偏移地址0FFH至0F0H范圍為專用功能寄存器的地址，所以I／O地址譯碼只對偏移地址0EFH至00H范圍有效，且長度不應超過240字節。一般情況下，如果使用的I／O端口長度不超過128字節，則可使用A7作為外部電路的片選線。而當偏移地址為7FH至00H范圍時，A7就可以輸出低電平有效的片選信號，如果偏移地址超過80H，A7將輸出高電平，此時，I／O端口的片選信號無效。