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MOTOROLA MVME162嵌入式控制器
时间: 2026-02-09浏览次数：
MOTOROLA MVME162嵌入式控制器
MOTOROLA MVME162嵌入式控制器
摩托罗拉推出的MVME162 系列嵌入式控制器（001 至 043 型号）的用户指南，发布于 1994 年，面向 OEM 系统设计、系统拓展及实验室实验人群，需使用者具备计算机和数字逻辑基础。手册核心介绍了该控制器以25MHz MC68LC040/MC68040 为核心的硬件配置，涵盖 1/4/8MB DRAM、512KB 带电池备份的 SRAM、1MB Flash 内存等核心存储，以及双串口、可选 SCSI/Ethernet/VMEbus/4 个 IndustryPack 接口等 I/O 功能；详细阐述了硬件拆包、跳线配置、模块安装的实操步骤，定义了本地总线 / VMEbus 的内存映射规则（含各类寄存器地址与功能），解析了控制器各核心模块的工作原理与时序性能，同时明确了安全操作规范、FCC 合规要求、冷却需求及串口互连的 EIA-232-D/EIA-530 标准，还配套了 162Bug 调试固件等软件资源，是该控制器硬件操作、功能开发与故障排查的完整参考。
核心硬件规格
MVME162 为双高 VME 模块，分 21 款型号（001-043），核心配置围绕25MHz 32 位 MC68LC040/MC68040 处理器展开，两款处理器均含 8KB 缓存 + MMU，MC68040 额外带浮点协处理器（FPU），各型号核心差异为 DRAM 容量、是否带 SCSI/Ethernet/VMEbus 接口，核心硬件规格如下表：
表格
硬件类别 核心配置 关键参数 / 备注
处理器 MC68LC040/MC68040 25MHz，32 位，前者无 FPU，后者带 FPU
主存储 DRAM 1/4/8MB 可选，带可编程奇偶校验，1MB 为非交错架构，4/8MB 为交错架构
静态存储 SRAM 512KB，带电池备份，最坏情况备份 200 天，无奇偶校验
只读 / 闪存 EPROM+Flash 4Mbit EPROM 插槽（JEDEC 32 针 PLCC）；1MB Flash（旧板 1 颗 28F008SA，新板 4 颗 28F020）
非易失存储 NVRAM+TOD 时钟 Thompson MK48T08，8K×8 NVRAM，带电池备份，TOD 时钟支持秒 / 分 / 时 / 日 / 月 / 年，BCD24 小时制
计时 / 看门狗 MCchip+VMEchip2 MCchip：4 个 32 位可编程定时器（1μs 分辨率）+1 个看门狗；VMEchip2：2 个 32 位可编程定时器 + 1 个看门狗
电源要求 直流供电 +5V (±5%)：3.5A 典型，4.5A 最大；+12Vdc (±5%)：100mA 最大；-12Vdc (±5%)：100mA 最大
物理尺寸 双高 VME 板 仅板卡：233mm×160mm×17mm；带连接器 / 面板：262mm×188mm×20.32mm
工作环境 温 / 湿度 工作温度：0-70℃（强制风冷出口温度）；存储温度：-40-85℃；相对湿度：5%-90%（非凝露）
硬件配置与安装
本章节详细说明 MVME162 的拆包、跳线配置、模块安装步骤，核心操作均需在断电状态下进行，避免静电损坏电路，核心内容包括：
拆包要求：若包装箱损坏，需承运商代理在场拆包检验，保留包装材料用于存储 / 运输，避免触摸集成电路区域；
跳线配置：板卡含多个可配置跳线帽，为出厂默认配置，可根据需求修改，核心跳线功能如下表：
| 跳线编号 | 功能 | 出厂配置 | 可选配置 |
| J1 | 系统控制器选择 | 1-2 短接（为 VMEbus 系统控制器） | 移除跳线（非系统控制器） |
| J11 | 串口 1 / 控制台时钟 | 无跳线（异步通信） | 1-2、3-4 短接（同步外部时钟） |
| J12 | 串口 2 时钟 | 无跳线（异步通信） | 1-2、3-4 短接（同步外部时钟） |
| J20 | SRAM 备份电源 | 1-3、2-4 短接（VMEbus +5V 备用电源） | 3-5、4-6 短接（板载电池） |
| J21 | EPROM 容量选择 | 2-3 短接（4Mbit，唯一可用规格） | - |
| J22 | 通用可读跳线 | 全短接（全 0） | 部分移除，对应寄存器值为 1，GPIO3（9-10）用于选择 Flash/EPROM |
SIM 串口模块：串口 2（Port B）通过 J10 接口搭载 SIM 模块，支持 EIA-232-D/EIA-530 的 DTE/DCE 四种类型，模块可插拔更换，核心型号为 SIM05-SIM08；
模块安装
IP 模块：最多安装 4 个，分别对应 J2/J3、J7/J8、J13/J14、J18/J19 接口，支持双尺寸 IP 模块；
MVME162 板卡：若为系统控制器，需安装在 VME 机箱最左侧插槽 1，需拆除插槽的 IACK/BG 跳线，与 P1/P2 背板连接器牢固连接；
过渡模块：需配套 MVME712 系列过渡模块，仅可使用其串口 2/4，禁止使用 1/3 和打印机口，EIA-530 配置时不可用该模块；
系统配套要求：完成 MVME162 系统搭建，需配套系统控制台终端、磁盘驱动器及控制器、操作系统、MVME712 过渡模块 + P2/LCP2 适配器板及线缆。
操作指令
本章节核心介绍 MVME162 的前端面板操作、内存映射规则、软件初始化及复位操作，是设备使用和程序开发的核心依据：
前端面板控件
按键：ABORT (S1)（软件使能后产生可编程中断，返回 162Bug）、RESET (S2)（复位板上所有设备，若为系统控制器则驱动 SYSRESET*）；
8 个 LED 指示灯：FAIL（红，BRDFAIL * 激活）、STAT（黄，处理器暂停）、RUN（绿，本地总线周期执行）、SCON（绿，为 VMEbus 系统控制器）、LAN（绿，LAN 芯片为本地总线主设备）、FUSE（绿，LAN 收发器电源正常）、SCSI（绿，SCSI 芯片为本地总线主设备）、VME（绿，使用 VMEbus）；
内存映射：分本地总线内存映射和VMEbus 内存映射两类，本地总线地址范围为
00000000−
FFFFFFFF，核心划分包括可编程 DRAM/SRAM/IP 内存区、
FF800000−
FF9FFFFF 的 Flash/EPROM 区、
FFF00000−
FFFEFFFF 的本地 I/O 设备区（含各类寄存器）、
FFFF0000−
FFFFFFFF 的 VMEbus A16 区；本地 I/O 设备区包含 VMEchip2、MCchip、SCC、LAN、SCSI、IPIC、TOD 时钟等核心寄存器，手册详细定义了各寄存器的地址、位宽、功能；
BBRAM/TOD 时钟映射：MK48T08 的 8KB NVRAM 分为用户区、网络区、系统区、调试区、配置区（256B）、TOD 时钟区（8B），配置区存储板卡序列号、Ethernet 地址、SCSI ID 等关键信息，末尾 1 字节为校验和；
软件初始化：162Bug 调试固件在上电 / 复位时完成大部分控制寄存器的默认配置，若需自定义配置，需参考 M68040 手册和 MVME162 编程参考指南；多 MPU 系统中，同一时间仅允许一个 MPU 控制寄存器，避免冲突；
复位操作
系统复位（SYSRESET*）：由复位键、上电、看门狗超时、VMEchip2 LCSR 位触发，持续至少 200ms，符合 VMEbus 规范；
本地复位（LRST）：为系统复位子集，5 种触发方式（看门狗超时、复位键、GCSR 位、SYSRESET*、上电），VMEbus 主设备可通过 GCSR 复位本地总线，该操作存在风险，仅在设备故障时使用。
功能模块解析
本章节从硬件架构角度，解析 MVME162 各核心模块的工作原理、接口规范、时序性能，核心内容包括：
本地总线架构：32 位同步总线，基于 MC68040 总线，支持突发传输和侦听，总线仲裁为优先级仲裁，主设备优先级从高到低为LAN(82596CA) > SCSI(53C710) > VMEbus > MPU；
核心存储模块
DRAM：由 MCchip 控制，基地址、容量可编程，奇偶校验错误可触发中断 / 总线异常，需至少 10 个初始化周期；
SRAM：512KB 32 位，由 Dallas DS1210S 实现电池备份，支持 VMEbus +5V 备用电源和板载电池双备份，板载电池为 RAYOVAC FB1225（两颗 BR1225 锂电池），40℃断电状态下至少备份 2 年；
Flash/EPROM：由 MCchip 实现 8 位到 32 位的总线转换，通过 J22 的 GPIO3 选择复位代码读取源（Flash/EPROM）；
通信与扩展接口
双串口：由 Zilog Z85230 控制，串口 1 为 EIA-232-D DCE，串口 2 可选 EIA-232-D/EIA-530 的 DTE/DCE，支持异步（110B/s-38.4KB/s）和同步（SDLC/HDLC）协议，支持 CTS/DCD/RTS/DTR 控制信号；
Ethernet：由 Intel 82596CA 控制，带 32 位本地总线 DMA，板卡唯一 Ethernet 地址为 $08003E2xxxxx，存储在 BBRAM 和板卡标签上，LAN DMA 不可访问 VMEbus，避免缓冲区溢出；
SCSI：由 NCR 53C710 控制，带 32 位本地总线突发 DMA，支持 SCSI 总线，总线两端需正确端接，适配器板提供端接电阻插槽和熔丝；
IndustryPack：由 IPIC ASIC 控制，支持 4 个 IP 接口，接口为 3M 连接器，内存 / I/O 空间可编程，支持中断控制；
VMEbus：由 VMEchip2 ASIC 实现，为工厂可选配置，不支持现场加装，支持 A24/A32 地址、D8/D16/D32 数据，支持 DMA 突发传输（D64/MBLT），提供系统控制器、中断处理、总线仲裁等功能；
本地资源
可编程定时器：MCchip4 个 + VMEchip22 个，32 位，1μs 分辨率，可生成周期性中断；
看门狗定时器：MCchip 和 VMEchip2 各 1 个，独立工作，超时可触发 SYSRESET*、本地复位、板卡故障信号；
硬件中断：VMEchip2 提供 8 个软件可编程硬件中断，可由软件触发硬件中断；
本地总线超时：VMEchip2 和 MCchip 均提供超时功能，超时值可选 8/64/256μs / 无限，超时后向主设备发送 TEA 信号，无 VMEbus 的板卡由 MCchip 实现该功能；
时序性能：核心为 DRAM 读写周期，25MHz 下非交错 DRAM 读周期为 4,2,2,2，交错 DRAM 读周期为 4,1,1,1，写周期为 3,2,2,2；EPROM/Flash 周期为 3-10 总线时钟 / 字节，可编程配置；SCSI DMA 传输速率为 44MB/s（25MHz，无校验，交错 DRAM），LAN DMA 传输速率为 20MB/s（25MHz，无校验）。
串口互连规范
本章节详细定义了 MVME162 双串口的互连标准，支持EIA-232-D和EIA-530两种规范，核心内容包括：
EIA-232-D：单端信号，DB25 接口，定义了 25 个引脚的信号功能，核心使用 TxD/RxD/RTS/CTS/DSR/DCD/DTR/SG，适用于短距离传输（建议≤15m），总负载电容≤2500pF，手册定义了发射器 / 接收器的电气特性（输出电压 ±8.5V 最小，输入阈值 ±2.25V/±0.75V）；
EIA-530：支持平衡 / 单端信号，DB25 接口，为 EIA-232-D 的升级，支持更高传输速率，核心信号为差分信号（如 TxD_A/TxD_B），手册定义了发射器 / 接收器的电气特性（差分输出电压≥2.0V，输入阈值 ±200mV）；
接地要求：信号地（Pin7）必连，完成电路回路；机箱地（Pin1）慎用，避免不同设备地电位差导致的电流和数据干扰，仅在一处将信号地与机箱地连接（建议在计算机端）。
