3.2.1 MC8051參數(shù)配置

　　MC8051提供了參數(shù)化設計，通過修改VHDL中的參數(shù)值可以很輕易的修改內部模型，例如UART個數(shù)，Timer個數(shù)，選擇乘法器等。在本應用系統(tǒng)中不需要涉及乘除法運算，因此在配置文件mc8051_p.vhd中將常數(shù)C_IMPL_MUL, C_IMPL_DIV以及C_IMPL_DA的設置為0。

　　3.2.2時鐘和RAM設計

　　MC8051 IP核在Actel的APA600上綜合得到的最高時鐘頻率為15MHZ左右，為了使用于調試的串口波特率誤差最小，用Actel Libero內的SmartGen產生11.0592MHz的時鐘作為系統(tǒng)時鐘。

　　MC8051所需要的內部RAM和RAM都應該調用器件的底層單元來實現(xiàn)。以128字節(jié)的內部RAM為例。用SmartGen產生一個128*8大小的雙口RAM ram128_8.vhd，然后在mc8051_ram.vhd中例化。
3.2.3 ROM設計

　　MC8051完全兼容標準8051芯片，可采用KEIL uVision開發(fā)環(huán)境，建立工程文件時候Select Device選擇 Oregano Systems的8051 IP Core, 然后編譯寫好的51程序，產生HEX文件。需要從HEX文件中得到程序數(shù)據(jù)，這里簡單介紹一下HEX文件格式。HEX文件是由任意數(shù)量的十六進制記錄組成的，每個記錄包含5個域，他們以下面的格式排列[6]：

　　:llaaaatt[dd…]cc

　　HEX文件都是由冒號開頭的，ll是數(shù)據(jù)長度域，表示記錄中數(shù)據(jù)字節(jié)的個數(shù)；aaaa為地址域，標識記錄中數(shù)據(jù)字節(jié)的開始地址；tt是記錄類型域，51程序產生的hex文件只有兩種記錄類型，包括數(shù)據(jù)記錄（00）和文件結束記錄（01）；dd是數(shù)據(jù)域，表示一個字節(jié)的數(shù)據(jù)

　　選用的Actel APA系列FPGA沒有底層的ROM單元，因此用VHDL設計實現(xiàn)ROM。通過了解了HEX文件的格式，編寫了從HEX文件讀取數(shù)據(jù)和地址信息,然后生成mc8051_rom.vhd文件，其中程序數(shù)據(jù)以常數(shù)的形式存在數(shù)組文件中。

　　3.2.4 MC8051與TSB32LV32之間的接口

　　鏈路層芯片微處理器接口包括16位寬的數(shù)據(jù)總線以及7位寬的地址總線?？梢酝ㄟ^設置鏈路層芯片的COLDFIRE，M8BIT_SIZ0,MCMODE_SIZE這三個端口的狀態(tài)，可以得到微處理器接口的各種不同操作模式，本設計中設置成16位MCS－MCA握手模式。

在系統(tǒng)頂層文件中對MC8051_top進行例化，連接MC8051與1394鏈路層芯片TSB12LV32。

　　MC8051的4組I/O口都是將輸入和輸出分開的，所以每組都可以配置成輸入和輸出。我們通過MCS和MWR來控制DM 和P1、P2口的連接。

　　3.3 基于MC8051的1394總線控制實現(xiàn)

　　MC8051通過TSB12LV32的微控制器接口實現(xiàn)對鏈路層和物理層內部寄存器的讀取和設置，其中對鏈路層芯片的寄存器讀寫直接通過微控制器接口操作，而對物理層芯片寄存器讀寫是通過對鏈路層24H的Phy Access Register讀寫實現(xiàn)。

　　1394芯片部分內部寄存器需要在系統(tǒng)上電的時候初始化或者在運行時候進行設置，一些則需要在運行時被監(jiān)視以決定系統(tǒng)狀態(tài)，而鏈路層內部的異步發(fā)送FIFO和通用接收FIFO也是通過讀寫寄存器來訪問的。因此正確讀寫寄存器是1394接口實現(xiàn)中非常重要的一步。

　　通過正確設置控制寄存器，DM口控制器寄存器等內部寄存器便可以實現(xiàn)1394總線的各種傳輸模式的收發(fā)。

　　對1394芯片的控制另外一個主要部分是對中斷的響應和處理。將TSB12LV32芯片的INT管腳與MC8051的int0相連，通過int0的下跳沿檢測中斷發(fā)生。TSB12LV32芯片中有兩個寄存器是和中斷相關的。設置10H的中斷屏蔽寄存器中相應的某一位為1，則的0CH中斷寄存器響應位便跳變?yōu)楦唠娖剑瑫r產生相應的中斷。當有中斷發(fā)生的時候，INT管腳變低電平，而清除中斷則需要往中斷寄存器相應位寫入1。因此我們在中斷發(fā)生時候，可以通過讀取中斷寄存器的值查看發(fā)生了哪種中斷，然后做出正確的響應。

　　主要程序的流程圖如下：

　4 結論

　　我們根據(jù)本文介紹的方案，設計和研制了基于mc8051的1394總線接口。經過測試，1394總線系統(tǒng)工作正常。該總線接口具有集成度高，體積小，傳輸速率高等特點，同時可以根據(jù)實際任務需要很方便的擴充接口功能。本文介紹的方案對與1394總線接口的研究開發(fā)具有借鑒意義。

　　本文作者創(chuàng)新點：將MC8051軟核應用與星載智能1394終端設計。