采用fpga的单片机大容量数据存储器的扩展.pdfVIP

《工业控制计算机》2005年18卷第3期 19 采用FPGA的单片机大容量数据存储器的扩展 陈卫兵 李士刚 阜阳师范学院物理系(236032) Abstract lnthe oftheMCS96 oftenneed dataRAM at app|icationdeveIopment singIechipcomputer，we Large—capacity Aiming the Ofa loextend extemaIRAMwith thisa—cIe disadVantageway Large—capac．ty segmentmanagementgiVesimpr0Vement withFPGAsOasto that torea址ime app{y way system． address，FPGA KeywOrds：singIechipcomputer．physicaIaddress，JOgicaI 摘要 在MCS96系列单片机的应用开发中，经常会遇到需要大容量的数据存储器的情况，本文针对一种段式管理的大容量数 据存贮器扩展技术存在的缺点，提出了采用FPGA来改进设计的方法，从而使得段式管理的扩展技术能够应用于实时系统。 关键词：单片机，物理地址，逻辑地址，FPGA 1 问题提出及方法比较 接收逻辑段号与逻辑偏移地址 在MCS96系列单片机应用开发中，经常会遇到需要大容 量的外部数据存储器的情况，由于MCS96系列单片机的内存 体系结构采用普林斯顿结构，因此和采用哈佛结构的MCS51 逻辑偏移地址≥8000H y 系列单片机的外部数据存储器的扩展是有差别的；如果采用和 MCS51系列单片机相同的外部数据存储器扩展方法，则会造成 物理段号=逻辑段号+2+l 物理段号=逻辑段号·2 整个数据存储器的地址空间不连续，是不便于用各种高级语言 物理段内地址=逻辑偏移地址 物理段内地址=8000H+逻辑偏移地址 编程的，在参考文献[1】中给出了一种段式管理的扩展方法，该 方法通过设置逻辑段表，利用子程序来实现逻辑地址与物理地 返回结果 址之间的转换，从而便于用户采用高级语言，用连续的逻辑地址 图1 逻辑地址转换成物理地址的子程序流程图 来编程，克服了不连续的物理地址空间的缺陷，而且对各段存储 地址的转换子程序(地址的转换时间从“s级降低到ns级)，其 空间的数据提供了保护。该技术最大的扩展容量可达到8MB， 实质就是用硬件来取代软件，用增加硬件的代价来换取对存储 对于采用FLASHRAM的数据存贮器芯片的扩展尤其适用，它 器存取时间的减少，从而能够满足实时应用系统的要求。图2给 可以使得硬件电路非常简单，不需要使用地址译码器，参考文献 出了采用FPGA后的存储器体系结构。 【2】就给出了针对FLASHRAM的一种应用实例。虽然这种段式 管理的扩展方法能够用于扩展大容量的外部数据存储器，但是