一种高集成度基于PCI总线的AM80486 CPU设计与实现

摘要：文章针对目前大多数采用80486处理器的模块系统集成度偏低、总线传输速率较慢的缺点，提出了一种解决方案。该方案采用PCI总线提升系统性能的同时，将部分功能单元以IP核(Intcllectual Property Core)的形式集成到FPGA中，使模块具有很高的集成度，实现了小型化设计。经过验证表明该方案合理可行，在提升系统性能的同时，具有集成度高、配置灵活、通用性强等特点。
关键词：AM80486处理器；IP核；小型化设计；高集成度

0 引言
在设备更新换代时，对现有设备进行合理的升级，不仅能提升设备的性能，同时还可以延长设备寿命，降低全寿命周期的费用，同时升级后的设备在使用维护上还具有良好的继承性。
80486处理器虽然已问世十多年，但在各个领域，尤其是机载航电系统中仍有大量应用。目前使用80486处理器的大多数模块，普遍存在系统集成度偏低、总线传输速率较慢的缺点。针对这一问题，本文结合某计算机系统CPU模块的升级，提出一种解决方案，该方案采用PCI总线提升系统性能，同时将部分功能单元以IP核(InteUectual Property Core)的形式集成到FPGA中，实现了小型化设计(CPU模块采用PMC标准板卡外形及安装方式)。

1 典型采用80486处理器的模块结构
图1为一种典型的采用80486处理器的模块(以下简称典型80486模块)结构图。该模块采用标准的1／2ATR外形尺寸，系统总线采用LBE(Local Bus Extension)总线，最大传输速率约40Mb／s，模块重量约380g，功耗约5W(5V，1A)。

2 小型化80486CPU模块设计
小型化80486CPU模块(以下简称CPU模块)由处理器、FLASH、SRAM、NVRAM、可编程逻辑、看门狗、时钟、PCI接口电路、RS232串行接口电路、DC／DC电路和隔离电路组成，系统结构图如图2所示。