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资源说明：《PowerPC和Dallas时钟芯片接口设计解析》
在现代通信技术中，嵌入式处理器的应用日益广泛，其中摩托罗拉的PowerPC系列处理器，如MPC850、MPC860、MPC8260等，因其集成的丰富通信资源和较高的性价比，被大量应用于远程测控领域。而在众多的嵌入式系统中，实时时钟（RTC）是不可或缺的组件，Dallas的时钟芯片因其高可靠性和广泛应用，成为RTC的首选。然而，PowerPC系列处理器的地址线和数据线是独立的，而Dallas时钟芯片如DS1687则采用了地址/数据复用的接口方式，这就需要进行专门的接口设计。
DS1687是一款功能强大的实时时钟芯片，它集成了晶振和锂电池，确保在断电后仍能保持时间信息，解决了“千年虫”问题，还拥有242字节的非易失性RAM（NVRAM），并能输出可编程的方波和32.768kHz信号，满足电源管理需求。其CPU接口使用地址/数据复用，这意味着在一次操作中，地址和数据会在同一组线上交替出现。
MPC860处理器则具备异步和同步两种总线接口，其中GPCM接口用于连接异步设备，如DS1687。GPCM接口的地址和数据线是非复用的，这与DS1687的接口不兼容。为了解决这个问题，设计者提出了一种创新的接口设计方案。
设计的核心思想是利用MPC860的两次操作模拟DS1687的一次操作。将MPC860的数据线与DS1687的地址/数据线相连，然后通过逻辑运算生成DS1687所需的控制信号，如ALE（地址锁存使能）、读信号DS_RD、写信号DS_WE以及片选信号DS_CS。具体实现中，ALE信号由MPC860的片选信号CS5、地址线A11和写信号WE的逻辑运算产生，而读写信号则通过非门和或门组合实现。
在实际电路设计中，选择使用了Xilinx公司的CPLD器件XC95144，该器件具有可编程逻辑容量大、延时可预测的特点，适合处理对时序要求严格的逻辑任务。设计者通过图形化输入方式，定义了CPLD的逻辑功能，使得MPC860可以通过两次操作，一次写入地址，一次读取或写入数据，完成对DS1687的操作。
以读操作为例，MPC860先执行一个写指令，将地址0x55写入，使得DS1687的地址线AD0～AD7锁存该地址，然后执行读指令，通过改变A11的值，使得DS1687的读信号有效，从而读取对应地址的数据。写操作类似，只是在第二条指令中写入数据。
这种接口设计巧妙地解决了PowerPC处理器与Dallas时钟芯片的兼容性问题，通过CPLD的灵活配置，实现了两者的无缝对接，展示了在硬件设计中如何解决不同接口标准带来的挑战。这种设计思路在其他类似的接口设计中也具有参考价值，为嵌入式系统的扩展和升级提供了便利。
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