MCU接口模块电路设计

1、MCU接口模块电路设计接口模块电路设计MCUMCU接口模块电路设计接口模块电路设计功能描述功能描述 1、主要实现对、主要实现对MCU接口信号的内部系统时钟接口信号的内部系统时钟的同步、读写控制的译码；的同步、读写控制的译码；2、完成、完成MCU对状态寄存器的读、检测使能寄对状态寄存器的读、检测使能寄存器的写和测试表的读写功能。存器的写和测试表的读写功能。 表表1 MCU接口模块管脚列表接口模块管脚列表MCUMCU接口模块电路设计接口模块电路设计信号定义I/O接口模块Addr15:0MCU读写地址IMCU接口Dataw7:0MCU写数据IDatar7:0MCU读数据OMCU_CS_nMCU片选信

2、号IMCU_Rd_nMCU读使能信号，低有效IMCU_We_nMCU写使能信号，低有效IClk_MCUMCU时钟，19MIMCU接口信号（时序）描述接口信号（时序）描述 MCUMCU接口模块电路设计接口模块电路设计信号定义I/O接口模块State_Reg7:0测试状态，具体比特位见检测状态寄存器I自动扫描模块接口MCU_Tab_Dater7:0MCU读测试表寄存数据IScan_Start自动扫描测试启动信号OMCU_Tab_Addr3:0MCU读写测试表寄存地址OMCU_Tab_Dataw7:0MCU写测试表寄存数据OMCU_Tab_Rd_nMCU读测试表使能，低有效OMCU_Tab_we_n

3、MCU写测试表使能，低有效O表表2 自动扫描模块管脚列表自动扫描模块管脚列表MCU接口信号（时序）描述接口信号（时序）描述 MCUMCU接口模块电路设计接口模块电路设计信号定义I/O接口模块Mode工作模式，0正常，1扫描模式ORAM接口Rst复位信号I外部接口Clk_50系统时钟50MI表表3 RAM和外部接口管脚列表和外部接口管脚列表MCU接口信号（时序）描述接口信号（时序）描述 MCUMCU接口模块电路设计接口模块电路设计 MCU控制过程示意图控制过程示意图以两次扫描测试为例，以两次扫描测试为例，MCU控制过程示意图如下：控制过程示意图如下：Command:工作模式工作模式:S_busy

4、:S_end:AAH55H55HAAH正常正常扫描测试工作模式扫描测试工作模式正常工作模式正常工作模式该次扫描已结束该次扫描已结束该次扫描已结束该次扫描已结束第一次自动第一次自动扫描测试扫描测试第二次自动第二次自动扫描测试扫描测试图图1 MCU读时序读时序 MCUMCU接口模块电路设计接口模块电路设计TprdTrcTrdTzTadTcrMCU_CS_nMCU_rd_nAddr15:0Data7:0图图2 MCU写时序写时序 MCUMCU接口模块电路设计接口模块电路设计TswrTpwrTwcThwrTcwMCU_CS_nMCU_we_nAddr15:0Data7:0MCU接口时序参数设计接口时序

5、参数设计 Tpwr/Tprd按实际设定为按实际设定为100ns，Tswr按实际设定至少按实际设定至少100ns 表表4 MCU时序的参数表时序的参数表 MCUMCU接口模块电路设计接口模块电路设计参数符号最小值典型值最大值单位片选有效到读写控制信号有效的时间Tcw/Tcr0-ns读有效到数据有效的延迟时间Trd1123ns读写控制信号无效到片选无效的时间Twc/Trc0-ns读写控制信号有效长度Tpwr/Tprd10-ns地址变化到数据有效的延时Tad1325nsRDN上升沿到数据无效的时间Tz25ns数据有效到写信号有效的建立时间（setup time）Tswr6-ns写信号无效后数据的保留

6、时间（hold time）Thwr2-ns功能实现功能实现 1MCUMCU的接口采用异步方式，即的接口采用异步方式，即MCUMCU对外设读写是用读对外设读写是用读写使能信号（写使能信号（MCU_Rd_nMCU_Rd_n和和MCU_We_nMCU_We_n）的上沿。）的上沿。为保证数据的稳定采样，实际设计中，为保证数据的稳定采样，实际设计中，MCUMCU写时，写时，用用MCU_We_nMCU_We_n的上沿来寄存地址和数据并在上沿进行写的上沿来寄存地址和数据并在上沿进行写操作；操作；MCUMCU读时，用读时，用MCU_Rd_nMCU_Rd_n下沿来寄存地址和数据，下沿来寄存地址和数据，并在并在M

7、CU_Rd_nMCU_Rd_n的上沿到来时准备好所读的数据，保证的上沿到来时准备好所读的数据，保证MCUMCU在在MCU_Rd_nMCU_Rd_n的上沿能正确读出数据。的上沿能正确读出数据。MCUMCU读写时钟周期按实际设为读写时钟周期按实际设为100ns100ns。 MCUMCU接口模块电路设计接口模块电路设计功能实现功能实现 2模块设计需完成如下工作模块设计需完成如下工作:命令寄存器的读写操作、命令寄存器的读写操作、状态寄存器读操作和测试表的读写操作、根据状态命状态寄存器读操作和测试表的读写操作、根据状态命令字译码自动扫描启动信号和工作模式。令字译码自动扫描启动信号和工作模式。模块包括：模

8、块包括：MCU总线的总线的50M时钟的同步（请注意时钟的同步（请注意考虑考虑CS信号和使能信号与地址线和数据线的异步处信号和使能信号与地址线和数据线的异步处理）；写操作时的地址、数据寄存和写信号的寄存；理）；写操作时的地址、数据寄存和写信号的寄存；读操作时的地址寄存、读数据的选择和读信号的寄存。读操作时的地址寄存、读数据的选择和读信号的寄存。 MCUMCU接口模块电路设计接口模块电路设计检测使能寄存器检测使能寄存器command_register 读读/写地址：写地址：0210H 表表5 command_registerMCUMCU接口模块电路设计接口模块电路设计位域位域7：0名称名称Comm

9、and7：0操作操作可读可写可读可写说明说明55H：进入扫描工作模式并启动一次扫描操：进入扫描工作模式并启动一次扫描操作。作。AAH：检测使能关闭，进入正常工作模式。：检测使能关闭，进入正常工作模式。检测使能寄存器检测使能寄存器command_register 读读/写地址：写地址：0210H缺省状态下，检测使能是关闭的，此时芯片能正常工缺省状态下，检测使能是关闭的，此时芯片能正常工作。若想对外部作。若想对外部SRAM进行检测，须通过进行检测，须通过MCU接口接口电路向检测使能寄存器中写入命令字电路向检测使能寄存器中写入命令字55H，开放检测，开放检测使能，此时芯片不能进行正常工作，而由检测控

10、制器使能，此时芯片不能进行正常工作，而由检测控制器自动地对外部自动地对外部SRAM进行检查。若测试结束，则向检进行检查。若测试结束，则向检测使能寄存器中写入测使能寄存器中写入AAH，则芯片停止对外部，则芯片停止对外部SRAM检测，进行正常工作状态。检测，进行正常工作状态。 MCUMCU接口模块电路设计接口模块电路设计MCU接口同步化设计参考接口同步化设计参考 同步采样模块接受来自同步采样模块接受来自MCU的异步总线信号，通过的异步总线信号，通过用用clk_sys（系统时钟）的上升沿进行采样，得到和系统时钟）的上升沿进行采样，得到和时钟沿对齐的信号，完成异步信号的同步化时钟沿对齐的信号，完成异步

11、信号的同步化MCUMCU接口模块电路设计接口模块电路设计MCU接口同步化设计参考波形接口同步化设计参考波形MCUMCU接口模块电路设计接口模块电路设计MCU接口同步化设计参考电路接口同步化设计参考电路MCUMCU接口模块电路设计接口模块电路设计MCU接口电路设计亚稳态处理接口电路设计亚稳态处理MCUMCU接口模块电路设计接口模块电路设计在在MCU接口设计时，有时候会遇到要产生接口设计时，有时候会遇到要产生rdy信号的时候，但是，由于信号的时候，但是，由于rdy信号的产生和信号的产生和MCU的读是一个异步信号。因此，会有可能产的读是一个异步信号。因此，会有可能产生亚稳态现象，从而引起系统操作错误，为了生亚稳态现象，从而引起系统操作错误，为了能够正确产生能够正确产生rdy信号，一个较好的方法是运信号，一个较好的方法是运用用MCU_clk时钟信号对内部产生的时钟信号对内部产生的rdy信号进信号进行处理，如下图所示：行处理，如下图所示： MCU接口电路设