基于RISC處理器PowerPC405EP的網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)控制器設(shè)計(jì)

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(luò)打印機(jī)產(chǎn)品控制器硬件設(shè)計(jì)方案并給出了部分設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，然后討論了基于此網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)控制器的嵌入式操作系統(tǒng)VxWorks的開發(fā)，移植以及BSP引導(dǎo)程序的開發(fā)流程。
關(guān)鍵詞: RISC，PowerPC，網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)控制器，VxWorks BSP， bootroom

引言
網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)是一種將網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器功能與打印功能合二為一的新型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其控制器設(shè)計(jì)要求處理器速度快，功能強(qiáng)大，能夠滿足網(wǎng)絡(luò)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(duì)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(nèi)核以及各種豐富的外圍設(shè)備接口資源，最高速度可達(dá)333MHz。本文針對(duì)該處理器的特點(diǎn)，提出了一種網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)控制器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并對(duì)此方案中較為關(guān)鍵的軟硬件技術(shù)進(jìn)行了討論。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
該網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)控制器以PowerPC405EP為核心，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
該系統(tǒng)包含PowerPC405EP處理器芯片及其上電復(fù)位電路、電源電路、系統(tǒng)時(shí)鐘電路、SDRAM內(nèi)存及擴(kuò)展電路、程序存儲(chǔ)及啟動(dòng)調(diào)試Flash電路、1片連接在IIC總線上提供啟動(dòng)配置選擇的EEPROM、用于ICE調(diào)試的JTAG口以及以太網(wǎng)口、串口等通信接口，與打印機(jī)引擎的數(shù)據(jù)通信協(xié)議由1塊FPGA實(shí)現(xiàn)。當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，控制器從以太網(wǎng)口接收打印數(shù)據(jù)，經(jīng)過運(yùn)算處理后，通過外部設(shè)備總線控制器訪問FPGA，把打印控制信號(hào)和數(shù)據(jù)輸出給引擎，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)打印功能。

圖1 網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)控制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

CPU時(shí)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(shí)鐘源, 然后通過初始化配置片內(nèi)PLL將外部輸入的低頻時(shí)鐘源倍頻，為系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)高頻系統(tǒng)時(shí)鐘。

SDRAM內(nèi)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(nèi)存模塊。該芯片片內(nèi)結(jié)構(gòu)組織模式為8M