一種高集成度基于PCI總線的AM80486 CPU設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：文章針對(duì)目前大多數(shù)采用80486處理器的模塊系統(tǒng)集成度偏低、總線傳輸速率較慢的缺點(diǎn)，提出了一種解決方案。該方案采用PCI總線提升系統(tǒng)性能的同時(shí)，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(shí)現(xiàn)了小型化設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證表明該方案合理可行，在提升系統(tǒng)性能的同時(shí)，具有集成度高、配置靈活、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：AM80486處理器；IP核；小型化設(shè)計(jì)；高集成度

0 引言
在設(shè)備更新?lián)Q代時(shí)，對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行合理的升級(jí)，不僅能提升設(shè)備的性能，同時(shí)還可以延長(zhǎng)設(shè)備壽命，降低全壽命周期的費(fèi)用，同時(shí)升級(jí)后的設(shè)備在使用維護(hù)上還具有良好的繼承性。
80486處理器雖然已問(wèn)世十多年，但在各個(gè)領(lǐng)域，尤其是機(jī)載航電系統(tǒng)中仍有大量應(yīng)用。目前使用80486處理器的大多數(shù)模塊，普遍存在系統(tǒng)集成度偏低、總線傳輸速率較慢的缺點(diǎn)。針對(duì)這一問(wèn)題，本文結(jié)合某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)CPU模塊的升級(jí)，提出一種解決方案，該方案采用PCI總線提升系統(tǒng)性能，同時(shí)將部分功能單元以IP核(InteUectual Property Core)的形式集成到FPGA中，實(shí)現(xiàn)了小型化設(shè)計(jì)(CPU模塊采用PMC標(biāo)準(zhǔn)板卡外形及安裝方式)。

1 典型采用80486處理器的模塊結(jié)構(gòu)
圖1為一種典型的采用80486處理器的模塊(以下簡(jiǎn)稱(chēng)典型80486模塊)結(jié)構(gòu)圖。該模塊采用標(biāo)準(zhǔn)的1／2ATR外形尺寸，系統(tǒng)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(shè)計(jì)
小型化80486CPU模塊(以下簡(jiǎn)稱(chēng)CPU模塊)由處理器、FLASH、SRAM、NVRAM、可編程邏輯、看門(mén)狗、時(shí)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(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。