基于RISC處理器PowerPC405EP的網(wǎng)絡打印機控制器設計

摘  要: 本文介紹了一種新型的32位高性能RISC處理器PowerPC405EP，提出了一種基于PowerPC405EP的網(wǎng)絡打印機產(chǎn)品控制器硬件設計方案并給出了部分設計細節(jié)，然后討論了基于此網(wǎng)絡打印機控制器的嵌入式操作系統(tǒng)VxWorks的開發(fā)，移植以及BSP引導程序的開發(fā)流程。
關鍵詞: RISC，PowerPC，網(wǎng)絡打印機控制器，VxWorks BSP， bootroom

引言
網(wǎng)絡打印機是一種將網(wǎng)絡服務器功能與打印功能合二為一的新型網(wǎng)絡設備，其控制器設計要求處理器速度快，功能強大，能夠滿足網(wǎng)絡處理、打印數(shù)據(jù)交換以及嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)等對硬件的各種資源要求。PowerPC405EP是IBM公司推出的一種高性能的32位RISC嵌入式處理器，片上集成了PowerPC405內核以及各種豐富的外圍設備接口資源，最高速度可達333MHz。本文針對該處理器的特點，提出了一種網(wǎng)絡打印機控制器的系統(tǒng)設計方案，并對此方案中較為關鍵的軟硬件技術進行了討論。

系統(tǒng)設計方案
該網(wǎng)絡打印機控制器以PowerPC405EP為核心，系統(tǒng)結構框圖如圖1所示。
該系統(tǒng)包含PowerPC405EP處理器芯片及其上電復位電路、電源電路、系統(tǒng)時鐘電路、SDRAM內存及擴展電路、程序存儲及啟動調試Flash電路、1片連接在IIC總線上提供啟動配置選擇的EEPROM、用于ICE調試的JTAG口以及以太網(wǎng)口、串口等通信接口，與打印機引擎的數(shù)據(jù)通信協(xié)議由1塊FPGA實現(xiàn)。當系統(tǒng)工作時，控制器從以太網(wǎng)口接收打印數(shù)據(jù)，經(jīng)過運算處理后，通過外部設備總線控制器訪問FPGA，把打印控制信號和數(shù)據(jù)輸出給引擎，實現(xiàn)網(wǎng)絡打印功能。

圖1 網(wǎng)絡打印機控制器系統(tǒng)結構框圖

CPU時鐘電路
用一33.33MHz的外部晶振連接到CPU的Sysclk管腳作為外部輸入的低頻時鐘源, 然后通過初始化配置片內PLL將外部輸入的低頻時鐘源倍頻，為系統(tǒng)產(chǎn)生一個高頻系統(tǒng)時鐘。

SDRAM內存電路
由于405EP的SDRAM接口是32位數(shù)據(jù)總線，因此選用2片HY57V281620HCT芯片作為板上內存模塊。該芯片片內結構組織模式為8M