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Carte processeur à base du micro-contrôleur 68332 (Cœur 68000) Référence: EID21

Carte processeur à base du micro-contrôleur 68332 (Cœur 68000) Référence: EID210 Notice technique Date de révision: 13/12/01 Référence du document : EID 210 000 dms didalab Z.A. de Pissaloup 4, avenue d’Alembert 78190 Trappes Tél. : (33) 01 30 66 08 88 Fax. : (33) 01 30 66 72 20 dms didalab Notice technique: carte processeur EID 210 Référence: EID 210 000 Page: 2 / 32 SOMMAIRE 1 Présentation____________________________________3 1.1 Fonctions principales _______________________________________________________ 3 1.2 Ressources matérielles ______________________________________________________ 4 1.3 Ressources logiciel__________________________________________________________ 4 2 Installation et mise en service______________________4 3 Description matérielle ____________________________5 3.1 Le micro-contrôleur "Motorola 68332"________________________________________ 5 3.2 La flash EPROM __________________________________________________________ 15 3.3 La mémoire RAM _________________________________________________________ 15 3.4 L’EPLD de contrôle _______________________________________________________ 15 3.5 L’EPLD gérant le port C ___________________________________________________ 17 3.6 Le convertisseur analogique numérique _______________________________________ 18 3.7 Le convertisseur numérique analogique _______________________________________ 19 3.8 L’interface PC104 8 bits ____________________________________________________ 20 3.9 Le port d’extension ________________________________________________________ 21 3.10 L’alimentation ____________________________________________________________ 22 4 Configuration et "mapping" memoire______________23 4.1 Configuration du 68332 ____________________________________________________ 23 4.2 Le mapping mémoire ______________________________________________________ 24 5 Les schémas___________________________________25 5.1 Le schéma hiérarchique ____________________________________________________ 25 5.2 Les alimentations et filtrages ________________________________________________ 26 5.3 L'interface pour Bus "PC104"_______________________________________________ 27 5.4 Les convertisseur Analogique -> Numérique et Numérique –> Analogiques ________ 28 5.5 Les interfaces pour communications série _____________________________________ 29 5.6 Le micro système __________________________________________________________ 30 5.7 Les réseaux logiques programmables "EPLD" _________________________________ 31 5.8 Le port d’extension ________________________________________________________ 32 dms didalab Notice technique: carte processeur EID 210 Référence: EID 210 000 Page: 3 / 32 1 PRESENTATION 1.1 Fonctions principales La carte processeur EID 210 000 est un module d’étude d’un micro-système architecturé autour du micro-contrôleur 68332 (de la famille 68000, fabricant Motorola). Elle dispose d’un certains nombre de périphériques permettant le pilotage, et l’acquisition de données (tout ou rien ou analogiques) à travers un port d’extension. La carte dispose également d’interfaces de communication série asynchrone et synchrone, d’un bus USB 1.1, et d’un bus d’extension au format "PC104". 68332 128 Ko Ram Lower 128 Ko Ram Upper 128 Ko Flash EPROM Bus de donnée D16 D0 D16 D8 8 bits D7 D0 8 bits D16 D8 8 bits Bus d’adresse A18 A0 A17 A1 A17 A1 CSBOOT CSRAM_L CSRAM_U EPLD contrôle A10 A0 D16 D0 CS_CTRL PORT C EPLD CS_PORT A3 A0 D16 D8 CNA CAN D16 D8 CS_CNA A3 A0 A18 A0 D16 D0 CS_CAN Port d’extension Bus Pc104 PORT C Port A et B TPU dms didalab Notice technique: carte processeur EID 210 Référence: EID 210 000 Page: 4 / 32 1.2 Ressources matérielles La carte processeur EID210 comporte les éléments matériels suivants : - un micro-contrôleur 68332 cadencé à 16,7 MHz, - 128 Ko x 8 de flash EPROM - 128 Ko x 16 de RAM, - deux réseaux logiques programmable (PLD) permettant: -> la mise en forme des différents signaux (EPLD de contrôle), -> d’avoir un port 8 bits bidirectionnel, - un convertisseur analogique numérique 6 voies, avec 12 bits de résolution, - un convertisseur numérique analogique 8 bits 4 sorties, - un bus PC104 8 bits, - une liaison RS232, - une liaison USB 1.1, - une liaison série synchrone de type SPI ou I2C. 1.3 Ressources logiciel Le carte processeur EID210 dispose en EPROM d’un moniteur permettant : - une communication série de type RS232 vers un ordinateur P.C. à 57600 bauds, - l'émulation d’un terminal de type VT52, - le téléchargement de fichier S-RECORD, - l’exécution de programme en mode normal ou pas à pas, - la pose de point d’arrêt. 2 INSTALLATION ET MISE EN SERVICE Pour installer le 68332, il faut : ->Relier la liaison RS232 à un port RS232 d’un ordinateur de type P.C. ->Alimenter avec une alimentation 7 à 12 V en AC ou DC, ->Appuyer sur le bouton ON/OFF pour mettre le système sous tension (la led de présence tension doit s’allumer). Alim 230 V 8 V AC dms didalab Notice technique: carte processeur EID 210 Référence: EID 210 000 Page: 5 / 32 3 DESCRIPTION DES ELEMENTS MATERIELS 3.1 Le micro-contrôleur "Motorola 68332" 3.1.1 Décomposition fonctionnelle Le microcontrôleur 68332 comprend : - une ALU 32 bits de type "CPU32", - un module générant des "chip-selects" (décodage d’adresse paramétrable dynamiquement), - un module de gestion de communications de type série "QSM" (Queued Serial Module), - un module de gestion d'entrées sorties temporelles "TPU" (Time Processeur Unit) - un module d'intégration "SIM" (System Intégration Module) - un chien de garde et d’un timer, - une PLL paramétrable, gérant l’horloge du CPU etc… 332 BLOCK PQS5/PCS2 PQS7/TXD PQS4/PCS1 PQS6/PCS3 CPU 32 QSM IMB TPU PQS0/MISO PQS1/MOSI PQS2/SCK PORT QS TXD PCS2 SCK MISO MOSI CONTROL PCS1 PQS3/PCS0/SS PCS0/SS RXD PCS3 BKPT/DSCLK IFETCH/DSI IPIPE/DSO DSI DSO IPIPE IFETCH BKPT IRQ[7:1] ADDR[23:0] CONTROL PORT F PORT C FC2 FC1 FC0 BG BR BGACK MODCLK ADDR[23:19] CLOCK EBI CS[10:0] BR/CS0 BG/CS1 BGACK/CS2 R/W RESET HALT BERR CLKOUT XTAL EXTAL CHIP SELECTS CSBOOT ADDR[18:0] DATA[15:0] DATA[15:0] QUOT TEST FREEZE/QUOT TSC CONTROL TSC PC0/FC0/CS3 PC1/FC1/CS4 PC2/FC2/CS5 PC3/ADDR19/CS6 PC4/ADDR20/CS7 PC5/ADDR21/CS8 PC6/ADDR22/CS9 ADDR23/CS10 PF7/IRQ7 PF6/IRQ6 PF5/IRQ5 PF4/IRQ4 PF3/IRQ3 PF2/IRQ2 PF1/IRQ1 PF0/MODCLK CONTROL PORT E SIZ1 PE7/SIZ1 SIZ0 PE6/SIZ0 DSACK0 PE0/DSACK0 DSACK1 PE1/DSACK1 AVEC PE2/AVEC PE3/RMC DS PE5/DS RMC PE4/AS T2CLK T2CLK TPUCH[15:0] TPUCH[15:0] XFC VDDSYN 2 KBYTES RAM VSTBY CONTROL AS CONTROL DSCLK FREEZE SIM dms didalab Notice technique: carte processeur EID 210 Référence: EID 210 000 Page: 6 / 32 3.1.2 Le processeur "CPU32" Schéma fonctionnel: Les registres internes ainsi que les instructions sont compatibles avec la famille 68000: INSTRUCTION PIPELINE STAGE STAGE C B EXECUTION UNIT PROGRAM COUNTER SECTION DATA SECTION WRITE PENDING BUFFER PREFETCH CONTROLLER MICROBUS CONTROLLER ADDRESS BUS DATA BUS BUS CONTROL SIGNALS STAGE A MICROSEQUENCER AND CONTROL BUFFER DECODE CONTROL STORE CONTROL LOGIC 31 16 15 8 7 0 D0 D1 D2 D3 DATA REGISTERS D4 D5 D6 D7 31 16 15 0 A0 A1 A2 A3 ADDRESS REGISTERS A4 A5 A6 31 16 15 0 A7 (USP) USER STACK POINTER 31 0 PC PROGRAM COUNTER 7 0 CCR CONDITION CODE REGISTER dms didalab Notice technique: carte processeur EID 210 Référence: EID 210 000 Page: 7 / 32 3.1.3 La table des vecteurs N° de vecteur adresse décimale Décalage par rapport au VBR affectation 0 0 000 vecteur reset, état initial pointeur de pile superviseur 1 4 004 vecteur reset, état initial compteur de programme 2 8 008 erreur bus 3 12 00c erreur adresse 4 16 010 instruction illégale 5 20 014 division par zéro 6 24 018 instruction CHK 7 28 01c instruction TRAPV 8 32 020 violation de privilège 9 36 024 trace 10 40 028 émulateur line 1010 11 44 02c émulateur line 1111 12 48 030 non attribué réservé 13 52 034 non attribué réservé 14 56 038 erreur de format (n’existe pas sur un 68000) 15 60 03c vecteur non initialisé 16 à 23 64 - 92 040 - 05c non attribués réservés 24 96 060 vecteur interruption parasite 25 100 064 interruption auto-vectorisée niveau 1 26 104 068 interruption auto-vectorisée niveau 2 27 108 06c interruption auto-vectorisée niveau 3 28 112 070 interruption auto-vectorisée niveau 4 29 116 074 interruption auto-vectorisée niveau 5 30 120 078 interruption auto-vectorisée niveau 6 31 124 074 interruption auto-vectorisée niveau 7 32 128 080 vecteurs d’instruction TRAP # 1 --- --- --- ( 16 vecteurs d’instruction TRAP ) 47 188 0bc vecteur d’instruction TRAP # 15 48 à 63 192 - 252 0c0 - 0fc non attribués réservés 64 256 100 vecteur utilisateur --- --- --- (192 vecteurs pour l’utilisateur) 255 1020 3fc vecteur utilisateur dms didalab Notice technique: carte processeur EID 210 Référence: EID 210 000 Page: 8 / 32 3.1.4 Le module d'intégration système "SIM" Le module System Integrated Module comprend la gestion: du bus externe, des lignes de chip-select, du chien de garde (Watch Dog), du générateur d'interruptions périodiques, de la PLL génératrice de la fréquence d'horloge interne. dms didalab Notice technique: carte processeur EID 210 Référence: EID 210 000 Page: 9 / 32 Les différents éléments du module "SIM" se pilotent grâce à une banque de registres dont la liste est donnée ci-après. Se reporter à la documentation technique du constructeur pour plus de renseignements. Access Address 15 8 7 0 S $####00 SIM CONFIGURATION REGISTER (SIMCR) S $####02 SIM TEST REGISTER (SIMTR) S $####04 SYNTHESIZER CONTROL REGISTER (SYNCR) S $####06 UNUSED RESET STATUS REGISTER (RSR) S $####08 SYSTEM TEST REGISTER E (SIMTRE) S $####0A UNUSED UNUSED S $####0C UNUSED UNUSED S $####0E UNUSED UNUSED S/U $####10 UNUSED PORT E DATA (PORTE0) S/U $####12 UNUSED PORT E DATA (PORTE1) S/U $####14 UNUSED PORT E DATA DIRECTION (DDRE) S $####16 UNUSED PORT E PIN ASSIGNMENT (PEPAR) S/U $####18 UNUSED PORT F DATA (PORTF0) S/U $####1A UNUSED PORT F DATA (PORTF1) S/U $####1C UNUSED PORT F DATA DIRECTION (DDRF) S $####1E UNUSED PORT F PIN ASSIGNMENT (PFPAR) S $####20 UNUSED SYSTEM PROTECTION CONTROL (SYPCR) S $####22 PERIODIC INTERRUPT CONTROL REGISTER (PICR) S $####24 PERIODIC INTERRUPT TIMING REGISTER (PITR) S $####26 UNUSED SOFTWARE SERVICE (SWSR) S $####28 UNUSED UNUSED S $####2A uploads/Management/ carte-processeur-eid210-pdf.pdf