Motorola MVME 系列 IPMC712/761 I/O 模块
基础信息
摩托罗拉 MVME 系列 IPMC712/761 I/O 模块安装与使用手册，系统介绍了两款基于 PMC（PCI Mezzanine Card）规范的多功能 I/O 模块，核心定位为 MVME5100、MVME5500、MVME6100 单板计算机（SBC）的扩展组件，提供 SCSI、串行、并行等工业级 I/O 接口，适用于工业控制、嵌入式计算等场景，尤其支持对旧款 MVME761/MVME712M 模块的向后兼容。
模块核心功能与型号差异
（一）核心功能定位
IPMC712 与 IPMC761 均为 单宽标准 PMC 模块，核心功能是扩展主机的 I/O 接口能力，满足工业场景中多类型设备连接需求，共同功能包括：
SCSI 接口：集成 LSI SYM53C895A 控制器，支持 Ultra-Wide SCSI（16 位总线），同步传输速率最高 40MB/s（16 位模式）、20MB/s（8 位模式），异步传输速率 5MB/s，适配工业存储设备（如硬盘、光驱）；
串行通信：搭载 Z85230 ESCC（增强型串行通信控制器）与 PC97307 Super I/O 芯片，提供多通道串行端口，支持异步 / 同步模式，适配 Modem、传感器等串行设备；
并行端口：支持 IEEE 1284 标准，8 位双向通信，兼容 Centronics 接口设备（如工业打印机、数据采集器）；
PCI-ISA 桥接：通过 Winbond W83C554F 芯片实现 PCI 总线与 ISA 总线的桥接，支持 ISA 中断、DMA 功能，保障 legacy 设备兼容性；
数据存储：板载 256×8 串行 EEPROM（AT24C02），用于存储 Vital Product Data（VPD），记录模块硬件配置信息。
（二）IPMC712 与 IPMC761 的核心差异
两款模块架构一致，主要区别在于 串行端口配置与物理接口设计，具体差异如下：
对比维度 IPMC712 IPMC761
串行端口数量 3 个异步端口 + 1 个可配置（异步 / 同步）端口 2 个异步端口 + 2 个可配置（异步 / 同步）端口
串行时钟配置 端口 4 收发时钟可通过 J2/J3/J5 跳线设置，支持环路 back（J5 跳线） 端口 3/4 收发时钟仅通过 J2/J3 跳线设置，无环路 back 功能
以太网兼容性 后板以太网端口不可用（需通过 P2 适配器扩展） 支持后板以太网端口路由（需配合 MVME761 过渡模块）
典型应用场景 侧重简单串行通信扩展，如传感器数据采集 侧重多串行设备连接，如工业总线网关、多节点通信
硬件架构与关键组件
（一）硬件架构框图
模块基于 “PCI 总线→桥接芯片→功能子系统” 架构设计，核心组件包括：
PCI 接口层：通过 P11~P15 连接器接入主机 PCI 总线（32 位，33MHz），支持 PCI 总线仲裁与突发传输，保障数据传输效率；
桥接层：Winbond W83C554F（PIB，PCI-ISA 桥）实现 PCI 与 ISA 总线的协议转换，支持 8259 中断控制器、ISA DMA 通道；
功能子系统：
SCSI 子系统：LSI SYM53C895A 控制器 + 40MHz 时钟，支持宽总线与高速传输；
串行子系统：Z85230 ESCC（2 通道同步 / 异步）+ Z8536 CIO（补充调制解调器控制信号）；
并行子系统：PC97307 Super I/O 芯片，支持 IEEE 1284 模式；
配置与存储：2 个用户可配置开关（S1/GPIO 配置、S2/IDSEL 选择）、AT24C02 EEPROM（VPD 存储）。
（二）关键电气参数
参数类别 规格要求
供电电压 +5V（±5%）、±12V（±10%）；典型功耗：+5V/0.5A、+12V/0.2A、-12V/0.1A；最大功耗：+12V/0.5A、-12V/0.3A
工作温度 0~70℃（PCB 工作温度），存储温度 -40~85℃
隔离与抗干扰 支持 ESD 防护（符合 IEC 61000-4-2）、浪涌防护（IEC 61000-4-5），PCI 信号电平 5V 标准
连接器 P11~P15（64 针 EIA-E700 连接器），支持 PCI 接口与 I/O 信号引出
硬件配置与安装要求
（一）核心配置项
S1 开关（GPIO 配置）：1×4 开关，用于设置 SCSI 速率与总线宽度：
S1-P1（GPIO2）：OFF=Ultra SCSI（20/40MB/s），ON=FAST SCSI（10/20MB/s）；
S1-P2（GPIO3）：OFF=Wide SCSI（16 位），ON=Narrow SCSI（8 位）；
S1-P3/P4：未使用（NC）。
S2 开关（IDSEL 选择）：1×2 开关，根据主机型号选择 PCI 设备的 IDSEL 信号连接：
MVME5100/MVME5500：S2-P1=ON、S2-P2=OFF（连接 AD11）；
MVME6100：S2-P1=OFF、S2-P2=ON（连接 AD16/AD21）；
禁止两开关同时 ON/OFF（避免设备枚举异常）。
跳线配置：
IPMC712：J1（预留编程接口）、J2/J3（端口 4 收发时钟来源）、J5（时钟环路 back）；
IPMC761：J1（预留）、J2/J3（端口 3/4 收发时钟来源）。
（二）安装规范
安装位置：仅支持安装在主机 PMC 插槽 1，安装前需移除主机前板填充板，确保模块前板与主机前板对齐；
静电防护：必须佩戴防静电腕带，模块存放于防静电包装，避免触碰电路板引脚；
机械固定：通过 4 个 M2 螺丝将模块固定在主机支架上，确保连接器 P11~P15 与主机插座完全咬合；
EMI 合规：安装后需确保主机所有面板开口被模块或填充板覆盖，避免电磁干扰泄漏。
编程与兼容性
（一）编程核心要点
PCI 设备配置：
板载 PCI 设备包括 SCSI 控制器（厂商 ID 0x1000，设备 ID 0x0012）与 PCI-ISA 桥（厂商 ID 0x10AD，设备 ID 0x0565），需通过 PCI 配置空间设置中断、DMA 参数；
IDSEL 地址映射：根据主机型号对应 AD11（MVME5100/5500）、AD16/AD21（MVME6100），确保设备枚举唯一性。
中断与 DMA 配置：
中断路由：SCSI 中断（IRQ14）、串行 / 并行中断（IRQ3/4/7/9/10）通过 PIB 桥接至主机 MPIC（多处理器中断控制器），不同主机中断引脚分配不同（如 MVME5100 用 IRQ0/9，MVME6100 用 MPP5/16）；
DMA 通道：支持 7 个 ISA DMA 通道，通道 0/1/5/6 用于串行端口收发，通道 2/3 用于并行端口，通道 4 为内部级联。
VPD 访问：通过 I²C 总线访问板载 EEPROM（地址 0xA4），读取模块型号、硬件版本等配置信息，主机需通过 Hawk（MVME5100）、GT-64260（MVME5500）、MV64360（MVME6100）的 I²C 控制器实现访问。
（二）系统兼容性
适配主机：仅支持 MVME5100、MVME5500、MVME6100 单板计算机，需根据主机型号配置 S2 开关与中断映射；
向后兼容：支持替换旧款 MVME761/MVME712M 模块，通过 P2 过渡电缆实现 I/O 信号兼容，但需注意部分 PMC I/O 路由限制（如 IPMC712 不支持后板以太网）；
软件支持：兼容 Motorola PowerPlus II 架构编程规范，需使用 MOTLoad、PPCBug 等固件工具进行配置与调试。
环境适应性与合规认证
（一）环境参数
环境类别 规格要求
温度 工作：0~70℃（符合 IEC 60068-2-1/2）；存储：-40~85℃（符合 MIL-STD-810G）
湿度 20%~95%（40℃ 无冷凝，符合 IEC 60068-2-78）
振动与冲击 运行振动：5~60Hz（0.137mm）、60~150Hz（1.0G，符合 IEC 60068-2-6）；存储冲击：15G（11ms，符合 IEC 60068-2-27）
防护等级 模块本体 IP20（符合 IEC 60529），需安装在 IP54 及以上防护等级的控制柜内
（二）合规认证
电磁兼容（EMC）：符合 EN 55022 Class B、EN 61000-6-2/4，抗 ESD（±8kV 空气放电）、浪涌（±2kV 通信端口）；
安全认证：CSA 普通区域认证、Class I Division 2 Groups A-D 危险区域（非易燃型）；
环保合规：符合 RoHS 指令（限制有害物质）、WEEE 指令（电子废弃物回收）。
使用注意事项
SCSI 信号冲突：当主机 PMC 插槽 2 安装其他模块时，需注意 SCSI 信号（P15 连接器）可能存在冲突，需通过 0Ω 电阻（R92-R100）断开冗余信号；
时钟配置：串行端口时钟来源需通过跳线严格匹配（如 IPMC712 端口 4 时钟需区分 “模块驱动” 或 “外部输入”），避免通信异常；
固件与文档：模块需配合主机固件（如 MVME5100 的 Hawk ASIC 固件）使用，建议参考主机手册确认中断、DMA 配置细节。
