電子發燒友App
摘要：本應用筆記介紹怎樣實現Dallas Semiconductor DS2156DK開發板的DS2156 Utopia II總線與DK101或DK2000演示母板的連接。
DK101是低成本演示母板，用于評估Dallas Semiconductor電信IC。IC安裝在專門設計的可以連接到DK101的子板上。DK101包含一顆微處理器、Flash和基于SRAM的程序存儲器、各種振蕩器、輔助邏輯，以及用于連接主機的RS-232接口。高性能演示母板(DK2000)含有全面評估Dallas Semiconductor電信子板所需的所有輔助邏輯。DK2000的處理器接口適應各種電信產品，方便進行原型設計和開發。板載MPC8260、64MB RAM、高達1MB的L2-Cache、兩塊2MB的Flash、快速以太網以及RS-232使得DK2000功能強大，非常靈活。
高性能演示母板(DK2000)含有全面評估Dallas Semiconductor電信子板所需的全部輔助邏輯。DK2000的處理器接口適應各種電信產品，方便進行原型設計和開發。板載MPC8260、64MB RAM、高達1MB的L2-Cache、兩塊2MB的Flash、快速以太網以及RS-232使得DK2000功能強大，非常靈活。DK2000通過三條50線高密度子板連接器分別為四塊子板提供處理器總線接口、TDM和UTOPIA接口。
在ATM應用中，通過TUSEL引腳選取UTOPIA II總線接口。當TUSEL低電平時，使能TDM總線；當TUSEL高電平時，使能UTOPIA II總線。下面介紹與UTOPIA II總線接口相關的每個引腳。
UR-ADDR0 - UR-ADDR4，接收UTOPIA地址，(輸入)：ATM層驅動這5條UTOPIA地址總線，選擇相應的UTOPIA端口。RX_UTOP_ADDR4是MSB，RX_UTOP_ADDR0是LSB。
/UR-ENB，接收UTOPIA使能，(輸入)：這是ATM層驅動的低電平有效信號，指示將在下一周期結束時采樣UR-DATAx和UR-SOC。
UR-SOC，接收UTOPIA信元起始(輸出)：當UR-DATAx中含有信元的第一個有效比特，DS2156驅動該高電平有效信號，它只在/UR-ENB\使能之后的周期以及信元傳送時有效。
UR-DATA0 - UR-DATA7，接收UTOPIA數據總線(輸出)：ATM層選擇一個UTOPIA端口進行信元傳送之后，DS2156驅動這條數據總線。該總線為三態總線，只在/UR-ENB\使能之后的周期以及信元傳送時有效。UR-DATA7是MSB，UR-DATA0是LSB。
UR-CLAV，接收UTOPIA信元可用(輸出)：如果被輪詢端口可以向ATM層傳送一個完整的信元，該高電平有效信號有效。如果UR-ADDRx與任何UTOPIA端口地址都不匹配，該信號通過下文詳述的控制線進入三態。UR-CLAV0能夠與1CLAV復用實現輪詢模式，同時它可實現直接狀態模式。
UR-CLK，接收UTOPIA時鐘(輸入)：接收UTOPIA總線時鐘。
UT-ADDR0 - UT-ADDR4，發送UTOPIA地址(輸入)：ATM層驅動這條總線，輪詢并選擇合適的UTOPIA端口。UT-ADDR4是MSB，UT-ADDR0是LSB。
/UT-ENB，發送UTOPIA使能(輸入)：在UT-DATAx含有效信元的周期，ATM層輸出該低電平有效信號。
UT-SOC，發送UTOPIA信元起始(輸入)：在UT-DATAx含有信元的第一個有效字節時，ATM層輸出該高電平有效信號。
UT-DATA0 - UT-DATA7，發送UTOPIA數據總線(輸入)：ATM層向所選端口之一傳送的8Bit實際數據。UT-DATA7是MSB，UT-DATA0是LSB。
UT-CLAV，發送UTOPIA信元可用(輸出)：如果DS2156具有足夠空間接收來在ATM層的一個完整的信元，DS2156輸出該高電平有效信號。如果UT-ADDRx與任何UTOPIA端口地址都不匹配，該信號通過下文詳述的控制線進入三態。UT-CLAV0能夠與1CLAV復用實現輪詢模式，同時它可實現直接狀態模式。
UT-2CLAV，發送UTOPIA 2信元可用(輸出)：DS2156輸出該高電平有效信號，表示發送端可以容納兩個信元。UT-2CLAV0能夠與1CLAV復用，端口0可實現直接狀態模式。該信號的時序同UT-CLAV相同。該總線不是三態總線。
UT-UTDO，UTOPIA發送數據輸出(輸出)：進入發送格式器之前的數據。在TCLK上升沿更新。該輸出一般連接至TDATA。
UT-CLK，發送UTOPIA時鐘(輸入)：發送UTOPIA總線時鐘。
發送FIFO深度可設為2、3或者4信元。當被輪詢的端口可以接收信元時，DS2156為該端口產生一個信元可用信號。此外，DS2156可為每個端口輸出2信元可用指示。DS2156使用UT-SOC (發送UTOPIA信元起始)檢測信元的第一個字節。如果在信元傳送期間出現偽UT-SOC，DS2156定位最后的UT-SOC，忽略FIFO中的不完整信元
如果接收FIFO非空，輸出信元可用信號。該信號在端口完成信元傳送的一個時鐘周期之后要根據接收FIFO空滿狀態進行更新。在這一時鐘周期，該端口的信元可用信號處于不可用狀態。在同一UTOPIA端口連續傳送兩個信元之間，DS2156需要至少一個時鐘延時來更新內部信元指針。
表1. I/O引腳映射與Adtech AX/4000連接
對寄存器進行配置之后，用戶需要觸發MSTREG.URST位，復位UTOPIA II內核。
表2. UTOPIA II設置，子板CPLD的寄存器設置
表3的寄存器設置用于配置DS2156為E1工作模式。
表3. UTOPIA II設置，E1配置時的寄存器設置
表4的寄存器設置用于配置DS2156為UTOPIA II。
表4. UTOPIA II設置，UTOPIA II配置時的寄存器設置
圖1顯示使用Adtech AX/4000軟件配置UTOPIA II時，用戶看到的界面。
圖1. Adtech AX/4000軟件界面
更改UTOPIA II設置時，用戶將看到圖2所示的界面。
圖2. UTOPIA II的Adtech AX/4000軟件界面
點擊SETUP框，可以從UTOPIA II設置對話框中訪問以下功能。圖3所示為通用模式。
圖3. 通用模式時設置UTOPIA II的Adtech AX/4000軟件界面
軟件界面中的'Rx Setup'和'Tx Setup'更改接收和發送設置。圖4和圖5分別顯示了接收和發送設置的軟件界面。
圖4. 接收模式時設置UTOPIA II的Adtech AX/4000軟件界面
圖5. 發送模式時設置UTOPIA II的Adtech AX/4000軟件界面
為滿足調試和開發要求，DK2000平臺提供兩種調試連接器。連接器P9是由Motorola定義的連接至MPC8260的標準JTAG/COP接口。連接器P20是WindRiver定義的Vision Probe/Vision ICE連接器。
用戶軟件可以通過Vision ICE端口或者JTAG/COP端口下載至板上SRAM或者FLASH。如果采用了FLASH編程，則建議使用FLASH bank 1，FLASH bank 0含有默認的固件。
把DS2156DK子板直接插入DK2000的子板連接器就完成了連接。某些子板有兩個連接器，有些有三個。第三個連接器可選，用于實現高級功能(UTOPIA總線、POS-PHY總線等)。DK2000同時適用兩連接器和三連接器子板，并支持第三連接器的高級功能。注意，子板不支持熱插拔，DK2000平臺斷電后才能連接子板。表5列出了處理器MPC8260在UTOPIA時的管腳配置，以及怎樣通過子板連接器進行連接。
表5. UTOPIA的I/O引腳分配
DK101是低成本演示母板，用于評估Dallas Semiconductor電信IC。IC安裝在專門設計的可以連接到DK101的子板上。DK101包含一顆微處理器、Flash和基于SRAM的程序存儲器、各種振蕩器、輔助邏輯，以及用于連接主機的RS-232接口。高性能演示母板(DK2000)含有全面評估Dallas Semiconductor電信子板所需的所有輔助邏輯。DK2000的處理器接口適應各種電信產品，方便進行原型設計和開發。板載MPC8260、64MB RAM、高達1MB的L2-Cache、兩塊2MB的Flash、快速以太網以及RS-232使得DK2000功能強大，非常靈活。
引言
DS2156具有可配置的TDM和UTOPIA II兩種總線接口。UTOPIA II接口具有以下特點：- 全部或部分DS1/E1，比特率是64kbps的倍數
- 非信道化E1
- 符合ATM論壇對DS1和E1承載ATM的規范
- 標準UTOPIA II到ATM層接口
- 可配置UTOPIA地址
- 物理層接口以下面兩種方式之一接收DS1/E1數據流
- 時鐘數據、幀開銷指示
- 數據位置上的跳空時鐘
- 環回診斷
- 發送FIFO深度可配置為2、3或者4信元
- 可選單比特HEC誤碼插入
- 集成可設置信元丟失指示(LCD)和可選中斷
- 接收方向FIFO溢出中斷
高性能演示母板(DK2000)含有全面評估Dallas Semiconductor電信子板所需的全部輔助邏輯。DK2000的處理器接口適應各種電信產品，方便進行原型設計和開發。板載MPC8260、64MB RAM、高達1MB的L2-Cache、兩塊2MB的Flash、快速以太網以及RS-232使得DK2000功能強大，非常靈活。DK2000通過三條50線高密度子板連接器分別為四塊子板提供處理器總線接口、TDM和UTOPIA接口。
DS2156 UTOPIA硬件
DS2156提供用戶可選的TDM或者UTOPIA背板總線。當UTOPIA II工作時，在發送和接收方向同時出現時鐘、同步和數據等基本TDM信號。在ATM應用中，通過TUSEL引腳選取UTOPIA II總線接口。當TUSEL低電平時，使能TDM總線；當TUSEL高電平時，使能UTOPIA II總線。下面介紹與UTOPIA II總線接口相關的每個引腳。
UR-ADDR0 - UR-ADDR4，接收UTOPIA地址，(輸入)：ATM層驅動這5條UTOPIA地址總線，選擇相應的UTOPIA端口。RX_UTOP_ADDR4是MSB，RX_UTOP_ADDR0是LSB。
/UR-ENB，接收UTOPIA使能，(輸入)：這是ATM層驅動的低電平有效信號，指示將在下一周期結束時采樣UR-DATAx和UR-SOC。
UR-SOC，接收UTOPIA信元起始(輸出)：當UR-DATAx中含有信元的第一個有效比特，DS2156驅動該高電平有效信號，它只在/UR-ENB\使能之后的周期以及信元傳送時有效。
UR-DATA0 - UR-DATA7，接收UTOPIA數據總線(輸出)：ATM層選擇一個UTOPIA端口進行信元傳送之后，DS2156驅動這條數據總線。該總線為三態總線，只在/UR-ENB\使能之后的周期以及信元傳送時有效。UR-DATA7是MSB，UR-DATA0是LSB。
UR-CLAV，接收UTOPIA信元可用(輸出)：如果被輪詢端口可以向ATM層傳送一個完整的信元，該高電平有效信號有效。如果UR-ADDRx與任何UTOPIA端口地址都不匹配，該信號通過下文詳述的控制線進入三態。UR-CLAV0能夠與1CLAV復用實現輪詢模式，同時它可實現直接狀態模式。
UR-CLK，接收UTOPIA時鐘(輸入)：接收UTOPIA總線時鐘。
UT-ADDR0 - UT-ADDR4，發送UTOPIA地址(輸入)：ATM層驅動這條總線，輪詢并選擇合適的UTOPIA端口。UT-ADDR4是MSB，UT-ADDR0是LSB。
/UT-ENB，發送UTOPIA使能(輸入)：在UT-DATAx含有效信元的周期，ATM層輸出該低電平有效信號。
UT-SOC，發送UTOPIA信元起始(輸入)：在UT-DATAx含有信元的第一個有效字節時，ATM層輸出該高電平有效信號。
UT-DATA0 - UT-DATA7，發送UTOPIA數據總線(輸入)：ATM層向所選端口之一傳送的8Bit實際數據。UT-DATA7是MSB，UT-DATA0是LSB。
UT-CLAV，發送UTOPIA信元可用(輸出)：如果DS2156具有足夠空間接收來在ATM層的一個完整的信元，DS2156輸出該高電平有效信號。如果UT-ADDRx與任何UTOPIA端口地址都不匹配，該信號通過下文詳述的控制線進入三態。UT-CLAV0能夠與1CLAV復用實現輪詢模式，同時它可實現直接狀態模式。
UT-2CLAV，發送UTOPIA 2信元可用(輸出)：DS2156輸出該高電平有效信號，表示發送端可以容納兩個信元。UT-2CLAV0能夠與1CLAV復用，端口0可實現直接狀態模式。該信號的時序同UT-CLAV相同。該總線不是三態總線。
UT-UTDO，UTOPIA發送數據輸出(輸出)：進入發送格式器之前的數據。在TCLK上升沿更新。該輸出一般連接至TDATA。
UT-CLK，發送UTOPIA時鐘(輸入)：發送UTOPIA總線時鐘。
UTPOIA - 背板接口
DS2156的UTOPIA接口將發送ATM信元按照ATM論壇規范af-phy-0016.000和af-phy-0064.000映射至DS1/E1幀，并以相同的映射方式接收信元。在接收側，按照ITU-T I.432的信元描述機制確定ATM信元邊界。ATM層和系統側同義，均指DS2156的UTOPIA II接口。UTPOIA - 發送操作
DS2156與ATM層的接口完全符合ATM論壇的UTOPIA Level 2規范，同時支持直接狀態和與1CLAV復用模式。DS2156可以配置使用0到31地址中的一個作為其UTOPIA端口地址，為信元速率適配提供4信元緩沖。發送FIFO深度可設為2、3或者4信元。當被輪詢的端口可以接收信元時，DS2156為該端口產生一個信元可用信號。此外，DS2156可為每個端口輸出2信元可用指示。DS2156使用UT-SOC (發送UTOPIA信元起始)檢測信元的第一個字節。如果在信元傳送期間出現偽UT-SOC，DS2156定位最后的UT-SOC，忽略FIFO中的不完整信元
UTPOIA - 接收操作
DS2156接收接口完全符合ATM論壇的UTOPIA Level 2規范。DS2156可以配置使用地址范圍0至7、8至15、16至23以及24至32之一作為UTOPIA端口地址。對于直接狀態輪詢，地址范圍可以是0至3、8至11、16至19和24至27之一。如果接收FIFO非空，輸出信元可用信號。該信號在端口完成信元傳送的一個時鐘周期之后要根據接收FIFO空滿狀態進行更新。在這一時鐘周期，該端口的信元可用信號處于不可用狀態。在同一UTOPIA端口連續傳送兩個信元之間，DS2156需要至少一個時鐘延時來更新內部信元指針。
DS2156DK I/O引腳通過映射與Adtech AX/4000連接
表1列出了如何連接DS2156DK與Adtech AX/4000寬帶測試系統來測試DS2156 UTOPIA II總線。表1. I/O引腳映射與Adtech AX/4000連接
| Adtech Tx Pin Numbers | Adtech Tx Pin Names | DS2156DK Pin Names | Adtech Rx Pin Numbers | Adtech Rx Pin Names | DS2156DK Pin Names |
| 1 | TXDATA_0 | TNEGI | 1 | RXDATA_0 | RLINK |
| 2 | TXDATA_1 | TCLKI | 2 | RXDATA_1 | RLCLK |
| 3 | TXDATA_2 | TCLKO | 3 | RXDATA_2 | RPOSI |
| 4 | TXDATA_3 | TNEGO | 4 | RXDATA_3 | RNEGI |
| 6 | TXDATA_4 | TPOSO | 6 | RXDATA_4 | RCLKI |
| 7 | TXDATA_5 | TSER | 7 | RXDATA_5 | RCLKO |
| 8 | TXDATA_6 | TSIG | 8 | RXDATA_6 | RNEGO |
| 9 | TXDATA_7 | TSYSCLK | 9 | RXDATA_7 | RPOSO |
| 5,10,20,25,30 | GND | GND | 5,10,20,40,45 | GND | GND |
| 22 | TXSOC | UOP0 | 22 | RXSOC | RCHBLK |
| 23 | TXADDR0 | UOP3 | 37 | RXADDR0 | RCHCLK |
| 24 | TXADDR1 | TCHBLK | 38 | RXADDR1 | RSIGF |
| 26 | TXADDR2 | TLCLK | 39 | RXADDR2 | RSIG |
| 27 | TXADDR3 | TLINK | 41 | RXADDR3 | RMSYNC |
| 28 | TXADDR4 | TPOSI | 42 | RXADDR4 | RFSYNC |
| 29 | TXCLAV0 | LIUC | 43 | RXCLAV0 | RSER |
| 34 | TXENABLE | UOP1 | 48 | RXENB | BPCLK |
| 36 | UT_CLK | TSSYNC | 49 | UR_CLK | TCHCLK |
使用DS2156配置UTPOIA II
表2中的寄存器設置DS2156子板為UTOPIA II、單CLAV、PHY端口0為8位模式。DS2156DK的插頭J1 (Tx)和插頭J2 (Rx)提供UTOPIA II總線連接。對寄存器進行配置之后，用戶需要觸發MSTREG.URST位，復位UTOPIA II內核。
表2. UTOPIA II設置，子板CPLD的寄存器設置
| Name | Value | Name | Value | |
| SWITCH 1 | 0x0F | SWITCH 4 | 0x0F | |
| SWITCH 2 | 0x03 | LEVELS | 0x07 | |
| SWITCH 3 | 0x0F |
表3的寄存器設置用于配置DS2156為E1工作模式。
表3. UTOPIA II設置，E1配置時的寄存器設置
| Name | Value | Name | Value | |
| MSTREG | 0x02 | LBCR | 0x00 | |
| E1RCR1 | 0x68 | TAF | 0x9B | |
| E1RCR2 | 0x00 | TNAF | 0xC0 | |
| E1TCR1 | 0x15 | LIC1 | 0x11 | |
| E1TCR2 | 0x00 | LIC2 | 0x90 | |
| CCR1 | 0x00 | LIC3 | 0x00 | |
| CCR4 | 0x00 | LIC4 | 0x00 | |
| IOCR1 | 0x00 | |||
| IOCR2 | 0x00 |
表4的寄存器設置用于配置DS2156為UTOPIA II。
表4. UTOPIA II設置，UTOPIA II配置時的寄存器設置
| Name | Value | Name | Value | |
| U_TCFR | 0x01 | U_RCR2 | 0x0 | |
| U_tCR1 | 0x05 | U_TIUPB | 0x0 | |
| U_TCR2 | 0x00 | PCPR | 0x22 | |
| U_RCFR | 0x01 | PCDR1-4 | 0x0 | |
| U_RCR1 | 0x01 |
UTPOIA II設置：采用Adtech AX/4000設置DS2156DK
當DS2156DK和Adtech AX/4000連接時，可以通過計算機UTOPIA Level II設置接口，運行Adtech AX/4000軟件來更改UTOPIA II的配置。圖1顯示使用Adtech AX/4000軟件配置UTOPIA II時，用戶看到的界面。
圖1. Adtech AX/4000軟件界面
更改UTOPIA II設置時，用戶將看到圖2所示的界面。
圖2. UTOPIA II的Adtech AX/4000軟件界面
點擊SETUP框，可以從UTOPIA II設置對話框中訪問以下功能。圖3所示為通用模式。
圖3. 通用模式時設置UTOPIA II的Adtech AX/4000軟件界面
軟件界面中的'Rx Setup'和'Tx Setup'更改接收和發送設置。圖4和圖5分別顯示了接收和發送設置的軟件界面。
圖4. 接收模式時設置UTOPIA II的Adtech AX/4000軟件界面
圖5. 發送模式時設置UTOPIA II的Adtech AX/4000軟件界面
DK2000
DK2000開發平臺提供4MB閃存，分成兩塊。每一塊配置為512k x 32，由4片帶插座的Atmel AT49LV040構成，方便拆卸進行外部編程。通過跳線，兩個閃存塊都可以配置為啟動ROM。MPC8260的片選0和片選1控制閃存塊。每塊的片選分配通過跳線進行配置選擇。電路板上有絲印指示FLASH器件同哪一字節通道連接。為滿足調試和開發要求，DK2000平臺提供兩種調試連接器。連接器P9是由Motorola定義的連接至MPC8260的標準JTAG/COP接口。連接器P20是WindRiver定義的Vision Probe/Vision ICE連接器。
用戶軟件可以通過Vision ICE端口或者JTAG/COP端口下載至板上SRAM或者FLASH。如果采用了FLASH編程，則建議使用FLASH bank 1，FLASH bank 0含有默認的固件。
MPC8260 I/O引腳映射
MPC8260提供120個I/O引腳，可配置為專用或者通用I/O。DK2000開發平臺盡可能開發I/O的功能。把DS2156DK子板直接插入DK2000的子板連接器就完成了連接。某些子板有兩個連接器，有些有三個。第三個連接器可選，用于實現高級功能(UTOPIA總線、POS-PHY總線等)。DK2000同時適用兩連接器和三連接器子板，并支持第三連接器的高級功能。注意，子板不支持熱插拔，DK2000平臺斷電后才能連接子板。表5列出了處理器MPC8260在UTOPIA時的管腳配置，以及怎樣通過子板連接器進行連接。
表5. UTOPIA的I/O引腳分配
| UTOPIA Function | Signal Names on the Processor MPC8260 | Pin Numbers on Daughter Card |
| TXENA | PA31 | 16 |
| TXCLAV0 | PA30 | 23 |
| TXSOC | PA29 | 17 |
| RXENA | PA28 | 42 |
| RXSOC | PA27 | 43 |
| RXCLAV0 | PA26 | 49 |
| TXD0 | PA25 | 13, 17 |
| TXD1 | PA24 | 14 |
| TXD2 | PA23 | 11 |
| TXD3 | PA22 | 12 |
| TXD4 | PA21 | 9 |
| TXD5 | PA20 | 10 |
| TX6 | PA19 | 7 |
| TXCLAV0 | PA30 | 23 |
| UTOPIA function | Signal names on the MPC8260 processor | Pin numbers on daughter card |
| TXD7 | PA18 | 8 |
| RXD7 | PA17 | 34 |
| RXD6 | PA16 | 33 |
| RXD5 | PA15 | 36 |
| RXD4 | PA14 | 35 |
| RXD3 | PA13 | 38 |
| RXD2 | PA12 | 37 |
| RXD1 | PA11 | 40 |
| RXD0 | PA10 | 39 |
| TXCLK | PC21 | 18 |
| RXCLK | PC20 | 44 |
| TXADDR0 | PC15 | 6 |
| RXADDR0 | PC14 | 32 |
| TXADDR1 | PC13 | 3 |
| RXADDR1 | PC12 | 29 |
| TXADDR2/TXCLAV1 | PC7 | 4, 24 |
| RXADDR2/RXCLAV1 | PC6 | 30, 50 |
| RXADDR3/RXCLAV2 | PD29 | 27, 47 |
| TXADDR4/CLAV3 | PD19 | 2, 22 |
| RXADDR4, RXCLAV3 | PA18 | 28, 28 |
| RXPRTY | PD17 | 41 |
| TXADDR3/TXCLAV2 | PD7 | 1, 21 |
| TXPRTY | ELPD (generated in logic) | 15 |
工商網監
評論