TINIm390验证模块芯片组参考设计

来源：analog 发布时间：2023-12-04

摘要： 一份应用说明，描述用于开发互联网接入应用程序的TINIm390验证模块的技术特点。

互联网实际信号应用的设计者会发现本应用说明有助于理解TINIm390验证模块的技术特性。设计围绕达拉斯半导体公司的DS80C390微控制器和IEEE的DS2502 MAC地址芯片来组成一个供Internet应用的参考设计。本应用说明描述了该模块的电气细节，从系统概述到引脚描述，交流和直流电气特性。

本应用说明中包含的大部分信息取自MxTNI 规范和开发人员指南．

介绍

DSTINI1 (TINIm390)验证模块是TINI-390芯片组参考设计的实现，可以用作编写嵌入式web服务器的开发工具。它包括一个10Base-T以太网接口，512kB用于关键系统代码的闪存，高达1MB的静态RAM，双串行端口，实时时钟(RTC)，双1-Wire 端口，CAN总线接口，并暴露DS80C390微控制器的地址和数据总线，用于简单的系统扩展。本应用说明提供了TINIm390验证模块的技术描述。验证模块原理图，材料清单和引脚可从我们的ftp站点下载。

系统概述

最小的TINI-390芯片组设计必须包括DS80C390微控制器、闪存ROM、RAM和DS2502 IEEE MAC地址芯片。像TINIm390这样的扩展芯片组设计可以支持许多更高级的功能。图1TINIm390验证模块框图。

图1所示 TINIm390验证模块框图

除了最小芯片组设计的功能外，TINIm390还包括以下重要功能:

512kB的闪存存储关键系统代码
512kB/1MB NV SRAM
10Base-T以太网控制器
清债信托公司
双1线网络接口
双CAN控制器
双串口(一个RS-232电平和一个+5V电平)
显示微控制器的地址和数据总线，用于并行I/O扩展
只需要一个+5V电源

记忆的描述

内存映射指定内存和其他外围设备在微控制器地址空间中的解码位置。图2显示了TINIm390的内存映射。它包含三个不同的代码段、数据段和外围设备段。

代码段最大为1MB，数据段最大为2MB，外设段最大为1MB。如果代码段中只有512kB的flash ROM，则数据段的起始地址保持为0x100000。换句话说，段的起始地址始终保持如图2所示。

图2 内存映射

内存芯片占据代码和数据段，其他类型的设备，包括以太网控制器和RTC，占据外设段。支持并行接口的附加外设设备可以映射到外设空间中。然而，以这种方式添加硬件也会增加数据总线和地址总线(取决于设备)的电容损耗。系统设计人员必须意识到这一点，以确保系统可靠运行。看到表1用于温度与负载特性。在外设空间添加设备时，必须避免以太网控制器和RTC的地址范围。

还有一个单独的4MB外围区域，称为外围芯片启用(PCE)空间，可用于将大型(最多4个1MB)外部存储器芯片或其他硬件设备直接连接到微控制器的地址和数据总线。然而，大多数硬件被映射到外围设备段，因为控制器可以更有效地访问它。如果没有设备映射到PCE空间，4个PCE控制引脚可以作为通用端口引脚使用。

详细的内存时序图可以在DS80C390数据表中找到。MxTNI运行时环境使用两个周期的低激活PCE0-3数据读写。

表1 典型的温度与负载特性
负载数量*	最低温度(℃)	最高温度(℃)
0	-20年	+ 70
1	-20年	+ 70
2	-20年	+ 70
3.	-20年	+ 60
4	-20年	+ 55
5	-20年	+ 50

*负载特性为7pF，应用于TINIm390-512的地址、控制和数据线。

TINIm390芯片组组件

TINI-390芯片组由TINIm390验证模块上的Maxim组件组成。这些都是标准组件，可以从Maxim直接购买。每个组件的数据表都可以在我们的网站上找到。这些组成部分包括:

DS80C390单片机
DS2502-E48 IEEE 1-Wire MAC地址
DS2433 1线存储器
DS1315实时时钟
DS1321非易失性RAM控制器

表2 销的描述
销	名字	函数
1	IN3	TTL输入。双用途输入引脚，可用作RTS/CTS流量控制的DCD或通用数据输入引脚。
2	三机一体	TTL输入。双用途输入引脚，可用作RTS/CTS流量控制的CTS或通用数据输入引脚。
3 - 7	接地	数字电路接地
8	OWIO	1线输入/输出引脚。1线总线具有旋转速率控制下拉，主动上拉，能够切换V(PP)到编程EPROM，并且能够通过低阻抗路径切换VDD到编程EEPROM或执行温度转换。
9	V (PP)	+12V电源输入用于EPROM编程(注1)
10	CTX	CAN总线Tx线或双向端口引脚
11	CRX	可以总线Rx线或双向端口引脚
12	CE0校验	CPU芯片使能0(注2)
13	A19	地址线(注3)
33-36	A7-A4
37-44	A8-A15
54-57	A0-A3
60 - 62	A16-A18
14	TX1	串口1输出TTL
15	XRX1	串口1输入TTL
16	RD校验	CPU读频闪(注3)
17	INTOW	内部1线总线(注4)
18	SMCRST	从CPU复位外设
19	TX232	串口0输出
20.	RX232	串口0输入
21	TX	串口0输出TTL
22	XRX0	串口0输入TTL
23	有源低压熄灭	CPU中断输入
24	CPURST	CPU复位输入(注5)
25	DTR232	RS232 CPU复位输入(注6)
26	EN2480	板载DS2480B使能
27	PCE3校验	外围芯片从CPU启用(注3)
28	PCE2校验
29	PCE1校验
30.	PCE0校验
31	CE3校验	芯片使能3从CPU(注3)
32	PSEN校验	程序存储从CPU启用(注3)
45	RCEO校验
46-53	D7-D0	数据线(注3)
58	或者说是校验	CPU写频闪(注3)
59	IN2	TTL输入。此引脚可作为通用输入端口引脚。
63	ETH3	10Base-T差分输入
64	ETH6	10Base-T差分输入
65	ETH2	10Base-T差分输出
66	ETH1	10Base-T差分输出
67 - 70	V (CC)	±5% 250mA (max)， +5V DC(注7)
71	着干活	TTL输出。双用途输出引脚，可作为RTS用于RTS/CTS流量控制或作为通用数据输出引脚。
72	OUT2	TTL输出。双用途输出引脚，可作为RTS/CTS流量控制的DTR或作为通用数据输出引脚。

注1:引脚9 (V(PP))可以连接到+12V DC，以允许EPROM与板载DS2480B编程。如果引脚9 (V(PP))不使用这种方式，则必须连接到V(CC)。

注2:从板载闪存ROM执行，连接低激活的CE0(引脚12)到低激活的RCE0(引脚45)。如果提供外部启动内存，必须将低激活RCE0拉高(V(CC))以禁用板载闪存ROM或可能发生数据总线干扰。低激活CE0到低激活REC0路径中的逻辑必须注意呈现最小的延迟(<6ns)到active-low CE0信号。

注3地址总线、数据总线和频闪线有严格的长度限制。超过这些限制可能会导致机载和非机载资源的系统运行不稳定。一定要缓冲任何将被大量加载的信号。始终遵守设计规范，以确保系统可靠运行。

注意4:内部1线总线(INTOW)是一个微控制器端口引脚，驱动CPU状态LED并链接到包含TINIm390以太网MAC地址的板的1线EPROM存储器芯片。其他1-Wire设备可能在将来连接到该总线以将配置数据传输到TINIm390。如果该总线在系统启动期间短路到地(低)，则调用主清除。这将强制重新初始化SRAM的内容。

注5: CPURST必须取高(V(CC))，然后释放，导致TINIm390复位。DTR232(引脚25)上的活动状态也使这条线高。这条线通过船上的22k欧姆下拉器向下拉。

注6rs232级DTR控制线用于在断言时调用TINIm390复位。这是为了方便加载器和诊断设备，必须调用复位板以获得对系统的控制。该线路通过22k欧姆拉至-8V，并具有0.01µF电容滤波器，以防止在打开的DTR导体上的串扰导致TINIm390在不使用此功能时产生虚假复位。

请注意7: MxTNI板额定功耗不大于250mA。

绝对最大评级
除以下引脚外，任何引脚相对于地的电压:	-0.3V到V(CC) + 0.3V
V (PP)	+ 14 v
INTOW	+ 14 v
RX232	±30 v
ETH3, ETH6	+ 125
ETH2, ETH1	+ 125
工作温度	-40℃~ +85℃
储存温度	-55℃~ +85℃
焊接温度	参见IPC/JEDEC J-STD-020A

超过“绝对最大额定值”的压力可能会对设备造成永久性损坏。这些仅是应力额定值，不暗示设备在这些或超出规范操作部分所指示的任何其他条件下的功能操作。长时间暴露在绝对最大额定值条件下会影响设备的可靠性。

直流推荐工作条件(T(A)= -20℃~ +70℃)
参数	象征	条件	最小值	Typ	马克斯	单位
电源电压	V (CC)		4.75	5.00	5.25	V

直流电气特性(V(CC) = 4.75 ~ 5.25V, T(A) = -20℃~ +70℃)
参数	象征	条件	最小值	Typ	马克斯	单位
电源电压	V (CC)		4.75		5.25	V
输出低电压	V (OL)	I(OL) = 1.7mA			0.40	V
输出高压	V(哦)	-680µ	2.4			V
输入低电压	V (IL)		0		0.80	V
输入高压	V (IH)		2.2		V (CC)	V
输入漏电流	我(IL)	0.45 & lt;V & lt;V (CC)			320	µ一
复位跳闸点	V (RST)		4.50		& lt;4.75	V
供电电流主动模式	我(CC)			250		妈
输出低电压端口3,5	V (OL1)	I(OL) = 1.6mA			0.45	V
输出低电压端口3,5	V (OL2)	I(OL) = 3.2mA			0.45	V
输出高压端口3,5	V (OH1)	I(oh) = -50µa	2.4			V
输出高压端口3,5	V(这里)	I(OH) = -1.5mA	2.4			V
逻辑1到0转换电流端口3,5	我(左)		-300年		+ 300	µ一
输入电流为IN1, IN2, IN3	我(IH)			+ 75	+ 150	µ一
输出低电压为OUT1,OUT2	V (OL3)	I(OL) = 4mA			0.4	V
输出高电压OUT1,OUT2	V (OH3)	I(OH) = -2mA	2.4			V
输出漏电流为out1, OUT2	我(OL3)	0 & lt;V & lt;V (CC)	-10年		+ 10	µ一

交流电特性(V(CC) = 4.75 ~ 5.25V, T(A) = -20℃~ +70℃)
参数	象征	条件	最小值	Typ	马克斯	单位
外部振荡器频率	1 / t (CLCL)			18.432		兆赫
Active-Low PSEN脉冲宽度	t (PLPH)		0.5 t(MCS) - 5			ns
激活低PSEN低到有效指令	丽芙·t (P)				0.5 t(MCS) - 20	ns
Active-Low PSEN后输入指令保持	t (PXIX)		0			ns
在Active-Low PSEN之后输入指令浮点数	t (PXIZ)				看到MOVXCharacteristics	ns
电容负载呈现给外部设备	C(左)				90	pF
预期数据保留时间	t(博士)	(注1)	10			年

注1:在+25℃下，无V(CC)的最小预期数据保留时间为10年。

注2:除有效值低PSEN、有效值低RD、有效值低WR为100pF外，所有信号的负载电容均为80pF。

注3:规格假设振荡器占空比为50%。

注意4: t(MCS)定义为2 × t(CLCL)。

注5:值t(MCS)是机器周期时钟在处理器输入时钟频率方面的函数。描述了这些关系拉伸值定时表中的DS80C390数据表。

处理指令

把TINIm390当作pc风格的内存模块来处理。TINIm390设计坚固耐用，但在操作该模块时应遵守静电放电(ESD)注意事项。与任何其他带有外露电路的电子设备一样，TINIm390应存放在防静电盒中。将TINIm390插入插座时，请确认没有电源。供电前应检查V(CC)和GND的连接。同时，请确认输入功率在4.75V ~ 5.25V之间。

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