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SCOTTY332 - Handbuch
  1. Einführung
    1. Auslieferungszustand
    2. Inbetriebnahme
    3. Logische Pegel
    4. Numerische Angaben
  2. Baugruppen
    1. Adressbelegung
    2. Interrupts
    3. Stromversorgung
    4. Powerdown-Betriebsarten
    5. RESET
    6. RAM
    7. ROM
    8. FLASH
    9. RTC
    10. Hardwareeinschränkungen
  3. Schnittstellen
  4. Debugger Support
  5. Bei Problemen
  6. Applikationstips

Autoren: Walter Scherer, Oliver Rogall

Copyright © MCT Paul & Scherer Mikrocomputertechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten.

Dieses Handbuch, wie auch das beschriebene Produkt, wurde sorgfältig erstellt und geprüft. Trotzdem können Fehler und Irrtümer nicht ausgeschlossen werden. MCT übernimmt keinerlei Verantwortung für die uneingeschränkte Richtigkeit und Anwendbarkeit des Handbuchs oder des beschriebenen Produkts und für die aus eventuell vorhandenen Fehlern resultierenden Schäden.

Änderungen ohne vorherige Ankündigung vorbehalten.

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1 Einführung

Mit dem SCOTTY332 haben Sie einen Einplatinenrechner mit herausragenden Eigenschaften erworben. Der grosszügige Ausbau mit Speicher und die hohe Rechenleistung verbunden mit einer leistungsfähigen Hochsprachen-Entwicklungsumgebung prädestinieren ihn für anspruchsvolle Projekte. Die interne Peripherie des Controllers MC68332 wurde durch vielfach benötigte Peripherie ergänzt. Die hohe Integrationsdichte und geringe Stromaufnahme des SCOTTY332 wurde durch die Bestückung mit Surface Mount Devices in CMOS Technik, kombiniert mit modernen Powersave Techniken erreicht.

Die integrierten Funktionen des MC68332:

Funktionen des SCOTTY332:

Zusatzbaugruppen erlauben den schnellen Einsatz in unterschiedlichsten Anwendungen:

Last but not least - die Software:

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1.1 Auslieferungszustand

Der SCOTTY332 Einplatinenrechner wird in folgender Konfiguration ausgeliefert:

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1.2 Inbetriebnahme

Zum ersten Kennenlernen und zum Feststellen eventueller Transportschäden sollten Sie die folgenden Schritte durchgehen. Denken Sie daran, isolierende Unterlagen zu verwenden und Stecker nur im spannungslosen Zustand zu stecken oder zu ziehen. Im folgenden wird immer davon ausgegangen, dass Sie einen PC als Hostrechner verwenden. Andere Konfigurationen, vom Terminal bis zum Grossrechner, sind natürlich auch - wenn auch mit Einschränkungen und sinngemässen Änderungen - benutzbar. Der Ausdruck 'PC' steht eben nur für das gerade verwendete Gerät.

Wenn Sie soweit gekommen sind, sollte normalerweise alles in Ordnung sein. Sie können also mit der Entwicklung Ihrer Applikation loslegen.

Wenn nicht: Kontrollieren Sie die im Kapitel Bei Problemen aufgeführten Punkte und verfahren Sie entsprechend.

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1.3 Logische Pegel

Wenn in diesem Handbuch auf logische Pegel eines Signals eingegangen wird, werden zwei Konventionen verwendet.

1. High und Low Pegel: Diese Pegel entsprechen den direkt messbaren Spannungen an der physikalisch vorhandenen Leitung.
2. Aktiv und inaktiv: Signale werden, wenn das eine klarere Beschreibung ergibt, als aktiv und inaktiv bezeichnet. Dabei sind highaktive Signale (z.B. FREEZE) im aktiven Zustand bei High Pegel und inaktiv bei Low Pegel. Low aktive Signale (z.B. RESET*) sind im Low Pegel aktiv und bei High Pegel inaktiv.

Signale, die mit einem angehängten '*' markiert werden, sind Low aktiv. Für Signale in GAL Gleichungen gilt eine andere Konvention, hier wird Lowaktiv durch ein vorangestelltes '/' markiert. RESET* und /RESET sind äquivalent.
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1.4 Numerische Angaben

Alle Zahlenwerte werden dezimal angegeben. Hexadezimale Werte werden mit einem vorangestellten 0x markiert. Der Wert 65535 entspricht also dem Wert 0xFFFF.

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2 Baugruppen

2.1 Adressbelegung

Bei der M68000 Familie werden alle Peripheriebaugruppen in den linearen Speicheradressraum des Prozessors eingeblendet. Beim SCOTTY332 wird die Adressdekodierung durch programmierbare Chip-Select-Generatoren auf dem MC68332 erledigt. Die Programmierung der Chip-Select-Generatoren erfolgt nach untenstehender Tabelle. Abweichende Adressen können zwar eingestellt werden - jedoch wird sich in den meisten Anwendungen kein Vorteil ergeben.

CS # Adresslage Speicher/Funktion
Intern
Intern
BOOT
0/1
10
2
3
4
8
9
5
5
5
5
5		 0x0FFFA00... 0x0FFFFFF
0x0FFFC14... 0x0FFFD4F
0x0200000... 0x02FFFFF
0x0000000... 0x00FFFFF
0x0310000... 0x031001F
0x0311001
0x0312001
0x0313001
0x0314001
0x0315001
0x0E00000... 0x0EFFEFF
0x0EFFFC0... 0x0EFFFDF
0x0EFFFA0... 0x0EFFFBF
0x0EFFF60... 0x0EFFF7F
0x0EFFEE0... 0x0EFFEFF		 MC68332 Intern
ADC an PCS2 vom QSPI
EPROM/FLASH
RAM
RTC
Ausgabeport A
Eingabeport
Ausgabeport B
CAN Controller
CAN_ALE (write)
Externer Bus
TLX+ 0
TLX+ 1
TLX+ 2
TLX+ 3

Nicht aufgeführte Adressbereiche führen beim Zugriff zu einem Bus Error.

Die internen Chip-Select-Generatoren erlauben eine Blockgrösse von minimal 2KB, daher sind die über separate Chip-Select-Generatoren angesprochenen Peripheriebausteine jeweils in einem 2KB grossen Block gespiegelt.

Alle Adressen sind über die Basisregister der Chip-Select-Generatoren einstellbar. Deshalb sind die oben angegebenen Adressen lediglich als bequeme Konvention zu sehen. In diesem Handbuch, sowie in allen von MCT angebotenen Softwareprodukten werden standardmässig diese Adressen verwendet.

Der Buserrortimer kann per Software umkonfiguriert werden. Das Verhalten des SCOTTY332 beim Zugriff auf nicht dekodierte Adressbereiche hängt von diesen und anderen Einstellungen ab. Normalerweise sollte es genügen den Buserrortimer auf die maximal mögliche Timeoutzeit zu setzen.

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2.2 Interrupts

Interne Interrupts werden wie im MC68332 Handbuch beschrieben verwendet. An externen Interruptquellen sind nur der TLXINT*, der CAN-Controller Interrupt CANIRQ* sowie der NMI* vorhanden (siehe auch TLX+ Businterface und CAN-Controller).

Die verbleibenden Interrupteingänge sind freiverwendbar für den Anwender auf die VG96-Leiste geführt.

NMI

Der NMI kann vom Netzteil über den Power-Stecker ST2 ausgelöst werden. NMIs vom Netzteil werden beim Ausfall der Versorgungsspannung ausgelöst, wobei je nach Netzteil noch einige Millisekunden bis Minuten zum Retten des aktuellen Zustands und Herunterfahren des gesteuerten Prozesses bleiben.

NMI* ist fest auf IRQ7* gelegt. Die Priorität des NMI ist damit fest auf 7 gelegt.

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2.3 Stromversorgung

Der SCOTTY332 wird über den 4pol. Floppysteckverbinder ST2 versorgt. Die Belegung dieses Steckers entspricht im wesentlichen einem normalen 3,5" Floppylaufwerk. Nach Entfernen der Kabel an Pin 3 und 4 kann z.B. die Floppy-Versorgung eines normalen PC-Netzteils verwendet werden.

Pin Signal Beschreibung
1
2
3
4		 VCC
GND
NMI*
STDP*		 +5V ±5%
Referenz
NMI*-Eingang am SCOTTY332
Interrupt*/Alarm*-Ausgang der RTC
VCC: +5V ±5% Stromversorgung.
GND: Spannungsreferenz der Stromversorgung.
NMI*: Dieses Signal liefert vom Netzteil eine Stromausfallsmeldung. Eine negative Flanke löst bei geeigneter Programmierung einen NMI aus.
STDP*: Dieses Signal kann verwendet werden, um das Netzteil auszuschalten. Über die Alarmfunktion der RTC kann nach Ablauf einer programmierbaren Zeit das Netzteil wieder eingeschaltet werden.

Es ist nicht unbedingt notwendig die Spannungsversorgung an den Stecker ST2 anzuschliessen. Alternativ dazu kann die Versorgungsspannung auch an die VG96-Steckerleiste angelegt werden.

Pin VG96 Signal Beschreibung
A1, C1, A13
C2, A14		 GND
VCC		 Referenz
+5V ±5%

Die Stromaufnahme an VCC beträgt typ. 120mA und maximal 150mA in der Standardversion.

Die Notstromversorgung der RTC und der RAMs ist mit einer Lithiumzelle mit 3V realisiert. Die Lebensdauer der Zelle beträgt 4 Jahre bei maximaler Betriebstemperatur (70 Grad Celsius) und 10 Jahre bei einer Temperatur von 20 Grad Celsius. Zu diesen Zeiten kann die Betriebsdauer des Rechners mit einer externen Stromversorgung addiert werden.

Die Lithiumzelle ist eingelötet. Das Auswechseln sollte nur von qualifiziertem Personal durchgeführt werden.

Da die Lebensdauer der Lithiumzelle in manchen Anwendungen zu gering ist kann ein externer Akku verwendet werden. Die Batteriespannung wird auf VACCU2 auf der VG96-Leiste (Pin A15) gelegt. Mit dem Jumper J5 kann VACCU2 an das Signal VACCU gelegt werden. Ein Vorwiderstand mit 10kOhm erlaubt den direkten Anschluss von Akkus mit bis zu ca. 100mAh.

Akkus mit höherer Kapazität sollten direkt von VCC über einen geeigneten Vorwiderstand und eine Diode geladen werden. Alternativ kann auch der 10kOhm Widerstand gegen einen kleineren Wert getauscht werden.

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2.4 Powerdown-Betriebsarten

Neben den normalen Betriebsmodi der CPU ist auf dem SCOTTY332 ein voller Powerdown mit zeit- oder interruptgesteuertem Betrieb möglich. Das Netzteil POWER1 ist bereits auf einen solchen extern gesteuerten Betrieb vorbereitet. Diese Netzteile haben einen low-aktiven Power-On Eingang, über den die 5V-Versorgung vom Netzteil eingeschaltet werden kann. Weitere Details finden sich im Kapitel RTC und der Beschreibung des entsprechenden Netzteils.

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2.5 RESET

Der RESET wird auf dem Board mit einem Spannungskomparator generiert. Die minimale Versorgungsspannung für die Auslösung des Resets beträgt 4.5... 4.7V. Um eine korrekte Start- und Stopsequenz für den Datenerhalt in RTC und RAM zu garantieren, muss eine minimale Anstiegs- und Abfallzeit an VCC von 10ms eingehalten werden. Diese Zeit wird von praktisch allen üblichen Netzteilen ohne Zusatzmassnahmen garantiert. Bei Verwendung von Schaltern im VCC-Stromversorgungszweig (z.B. Zeitschaltrelais) sollte in Problemfällen ein 500uF Kondensator direkt am SCOTTY332 zwischen GND und VCC geschaltet werden. Ausserdem ist es in diesen Fällen besser, eine knapp dimensionierte Stromversorgung zu verwenden (ca. 400mA Maximalstrom) um den Ladestrom des Kondensators zu begrenzen.

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2.6 RAM

Vorgesehen ist der Einsatz von 32, 128 oder 512KB RAM-Typen im Flatpack-Gehäuse. Da die Bausteine eingelötet sind, ist eine nachträgliche Änderung des RAM-Types nicht ohne erheblichen Aufwand möglich. Noch nicht bestückte RAM-Bausteine können jedoch jederzeit aufgelötet werden.

Die im RAM gespeicherten Daten werden bei installierter Lithiumzelle auch bei Ausfall der externen Stromversorgung gehalten. Im Interesse einer möglichst langen Lebensdauer der Lithiumzelle muss ein Low-Power-RAM verwendet werden. Die typische Lebensdauer der Lithiumzelle beträgt ca. 4-12 Jahre je nach Betriebstemperatur, Einschaltdauer, Anzahl und Typ der RAMs.

Konfiguration

Die Grösse des RAMs kann über die Chip-Select-Generatoren 0 und 1 in Zweierpotenz-Schritten eingestellt werden. Standardmässig wird als Grösse die maximal bestückbare Grösse angenommen.

Selektion des RAM-Typs

Da minimal das erste der beiden RAMs (CS0) bei der Fertigung des SCOTTY332 bestückt wird und ein mixen von 32, 128 und 512KB RAMs nicht vorgesehen ist, sollte die Einstellung des RAM-Typs durch den Anwender nicht erforderlich sein. Der RAM-Typ wird über 3 Lötjumper mit je 3 Pads auf der Unterseite des Boards eingestellt.

RAM-Typ Chip-Anzahl J2 J3 J10
32KB
32KB
128KB
128KB
512KB
 1
2
1
2
2
 2-3
1-2
1-2
1-2
1-2
 -
-
2-3
1-2
1-2
 1-2
1-2
1-2
1-2
2-3

Durch diese drei Jumper ist es möglich auch nur einen 32 oder 128KB-Chip zu bestücken und somit die CPU im 8Bit-Mode auf den entsprechenden Chip-Select zu betreiben. Bei Bestückung mit einem 32KB RAM ist dieses zweimal gespiegelt, da der interne Chip-Select-Generator keine Blockgrösse von 32KB zulässt.

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2.7 ROM

Die ROM-Sockel können mit folgenden Typen bestückt werden:

Typ Chip-
grösse
KB
 Onb.
prog.		 Onb.
lösch.		 ROM
30		 ROM
31		 ROM
1		 ROM
3		 ROM
2
27256
27512
271001
8Bit
272001
274001

29F010
8Bit
29F040		 32
64
128
128
256
512

128
128
512		 N
N
N
N
N
N

J
J
J		 N
N
N
N
N
N

J
J
J		 VCC
VCC
-
-
A18
A18

-
-
A18		 -
-
-
-
-
A19

WE*
WE*
WE*		 -
-
VCC
VCC
VCC
VCC

-
-
A19		 VCC
A16
A16
A16
A16
A16

A16
A16
A16		 -
-
A17
A0
A17
A17

A17
A0
A17

Der Typ wird über 4 Jumperfelder mit je 3 Pins selektiert, zusätzlich gibt es einen Jumper für die Auswahl des 8Bit-Modes für 1MBit-Typen:

Typ J11 J13 J12 J14 J4
27256
27512
271001
" 8Bit
272001
274001

29F010
" 8Bit
29F040		 1-2
1-2
-
-
2-3
2-3

-
-
2-3		 -
-
-
-
-
2-3

1-2
1-2
1-2		 -
-
1-2
1-2
1-2
1-2

-
-
2-3		 2-3
1-2
1-2
1-2
1-2
1-2

1-2
1-2
1-2		 1-2
1-2
1-2
2-3
1-2
1-2

1-2
2-3
1-2

Im 8Bit-Mode verwendet die CPU nur die oberen 8 Bits Ihres Datenbusses für den Zugriff auf den ROM-Bereich. Daher wird an die ROMs statt der Adressleitung A17 die Adressleitung A0 angelegt und die CPU ist damit imstande alle Befehle aus einem einzelnen ROM-Chip zu holen. Damit dieser Mode aktiv ist muss zusätzlich der Jumper J1 gebrückt werden. Der Lower-ROM-Sockel braucht dann nicht mehr bestückt werden. Die Grösse des ROM-Bereichs ergibt sich wie in der Tabelle oben angegeben. Da die Adressleitung A0 an die physikalische Adresse A16 des ROMs angelegt wird ergibt sich im ROM ein Paging der geraden und ungeraden Adressen. Durch diese Methode ist auch die Grösse des ROMs auf 1MBit-Typen festgelegt.

Um ROM-Code zu erzeugen gibt es für ECO-C ein Utility, welches den Header einer a.out-Datei entfernt. Dieses Utility nennt sich mkrom.exe und wird mit den Parametern mkrom [-sc332-8bit] Quelldatei Zieldatei aufgerufen. Mit dem Switch -sc332-8bit erzeugt mkrom den für das Paging erforderlichen ROM-Code für den SCOTTY332. Der erzeugte ROM-Code kann anschliessend 1:1 ab Adresse 0x000000 in das ROM programmiert werden.

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2.8 FLASH

Flash-Memory lässt sich ohne Zusatzhardware direkt in der Schaltung programmieren und wieder löschen. Daraus ergeben sich erhebliche Vorteile für Entwicklung und Fertigung von Produkten auf Basis des SCOTTY332. Insbesondere die leichte Reprogrammierung auch im Feld spart Aufwand und ermöglicht Produkteigenschaften, wie sie mit EPROMs nicht denkbar sind. Durch den Einsatz von Flash-Memories von AMD, sowie dazu kompatiblen Typen, kann auf Programmierspannungsgeneratoren und ähnlich problematische Hardware verzichtet werden.

Generelle Hinweise

Flash-Memory lässt sich z.Z. nicht im 8Bit-Mode einsetzen.

Auf dem SCOTTY332 sind zwei Flash-Memories parallel geschaltet, um auf eine Busbreite von 16Bit zu kommen. Schreibzugriffe müssen immer in einer Breite von 16Bit erfolgen. Damit ist die kleinste programmierbare Einheit ein 2 Byte breites Wort auf einer geraden Adresse.

Je nach Programmierung des Chip-Select-Generators für das FLASH führt Schreiben zu einem Buserror. Vor dem Schreiben muss deshalb im Register "ChipSelectOptionRegisterBoot" (CSORBT) die Option R/*W auf BOTH gesetzt werden. Nach dem Schreiben sollte R/*W wieder auf READ gesetzt werden, um versehentliches Schreiben mit fatalen Folgen für das Programm zu unterdrücken.

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2.9 RTC

Die RTC72421 ist über 16 Register mit einer Breite von 4Bit ansprechbar. Diese Register liegen in einem Port von jeweils 8Bit Breite, wobei die obersten 4Bit beim Lesen undefinierte Werte liefern und beim Schreiben irrelevant sind. Die Basisadresse ist 0x0310000. Jedes zweite Byte ist nicht benutzt.

Zusammen mit dem Netzteil POWER1 kann der Alarmausgang der RTC zum periodischen Einschalten des SCOTTY332 verwendet werden. Dazu muss lediglich die RTC auf periodische Interrupts programmiert werden, und der dafür vorgesehene Jumper auf den Netzteilen entfernt werden. Durch Schreiben von 0 auf das IRQ-Bit in der RTC schaltet sich der Rechner selbst aus. Nach Ablauf der (mit T1/T0) programmierten Periode wird der Strom wieder eingeschaltet.

Adresse Name
D3 D2 D1 D0
Funktion
0x0310001
0x0310003
0x0310005
0x0310007
0x0310009
0x031000B
0x031000D
0x031000F
0x0310011
0x0310013
0x0310015
0x0310017
0x0310019
0x031001B
0x031001D
0x031001F		 S1
S10
Mi1
Mi10
H1
H10
D1
D10
Mo1
Mo10
Y1
Y10
W
CtlD
CtlE
CtlF
S08

m08

H08

D08

M08

Y08
Y80

ADJ
T1
TST		 S04
S40
m04
m40
H04
PAM
D04

M04

Y04
Y40
W4
IRQ
T0
E/U		 S02
S20
m02
m20
H02
H20
D02
D20
M02

Y02
Y20
W2
BSY
I/S
STP		 S01
S10
m01
m10
H01
H10
D01
D10
M01
M10
Y01
Y10
W1
HLD
MSK
RST
Sekunde Einer
Sekunde Zehner
Minute Einer
Minute Zehner
Stunde Einer
Stunde Zehner
Tag Einer
Tag Zehner
Monat Einer
Monat Zehner
Jahr Einer
Jahr Zehner
Wochentag
Control Reg. D
Control Reg. E
Control Reg. F

Die Bits in den Controlregistern haben im einzelnen folgende Bedeutung:

PAM: PM (0) oder AM (1).
ADJ: 30 Sekunden Adjust. Die Minuten werden inkrementiert, wenn die Sekunden > 30 sind. Die Sekunden werden auf 00 gesetzt. Nach Setzen von ADJ muss minimal 100 Mikrosekunden gewartet werden. Das Bit wird automatisch wieder gelöscht.
IRQ: Dieses Read-Only Bit reflektiert den Zustand des Interrupt-Ausgangs der RTC (1 = Interrupt, 0 = kein Interrupt). Beim Schreiben einer 0 wird ein anstehender Interrupt wieder zurückgenommen.
BSY: Zeigt nach dem Setzen von HLD an, ob ein Übertrag zu erwarten ist (1 = Übertrag, 0 = kein Übertrag).
HLD: Siehe vorhergehendes Bit.
T1/T0: Diese Bits dienen der Programmierung der Periodendauer des Interruptausgangs der RTC. Die Periodendauer beträgt:
T1 T0 Zeitintervall
0
0
1
1		 0
1
0
1		 [1/64] Sekunde
1 Sekunde
1 Minute
1 Stunde
I/S: Dieses Bit muss auf 1 programmiert werden.
MSK: Dieses Bit sperrt den Interrupt-Ausgang der RTC. Es muss auf 0 programmiert werden.
TST: Dieses Bit muss auf 0 programmiert werden.
E/U: Europäische 24 Stunden- (1) oder US AM/PM-Zeit (0).
STP: STP = 1 stoppt die Uhr.
RST: RST = 1 löscht die internen Zähler unterhalb des 1Hz Teilers. Solange RST = 1 wird die Uhr angehalten.

Die Bereiche der einzelnen Zeiteinheiten:

Einheit von bis Kommentar
Sekunden
Minuten
Stunden
Monate
Jahre
Wochentag		 00
00
00
01
00
0		 59
59
23
12
99
6

bis 11 im AM/PM Mode


Sonntag ist 0

Programmierung der RTC

Mit folgender Programmsequenz lässt sich die Uhr stellen:

RTC->ctlf = 7; /* stop, reset, 24 hour mode */

RTC->sec = sec;
RTC->secd = sec10;
RTC->min = min;
RTC->mind = min10;
RTC->hour = hour;
RTC->hourd = hour10;
RTC->day = day;
RTC->dayd = day10;
RTC->mon = mon;
RTC->mond = mon10;
RTC->year = year;
RTC->yeard = year10;
RTC->week = week;

RTC->ctle = 0; /* 64Hz, enable stdp output */
RTC->ctld = 0;
RTC->ctlf = 4; /* 24 hour mode, start clock */

Zum Lesen ist nichts weiter nötig, als die Zeitregister in einen Buffer zu kopieren. Wenn sich während des Lesens die Register verändern, wird eine falsche Zeit ausgegeben. Um dies zu erkennen wird die RTC zweimal gelesen und die Ergebnisse verglichen. Falls sie ungleich sind wird der Lesevorgang wiederholt.

RTC63421

Die RTC63421 ist eine gegenüber der RTC72421 verbesserte Ausführung. Die beiden RTCs sind pinkompatibel und mit Ausnahme der Controlregister und der zusätzlichen Alarmtimer-Funktion softwarekompatibel. Die RTC63421 hat als wesentliche Verbesserung einen frei programmierbaren Alarmtimer, der verwendet werden kann, um nach beliebigen Zeitintervallen die Power-On Funktion des POWER1 Netzteils zu triggern.

Die RTC63421 ist optional verfügbar. Details der Programmierung werden in dem bei der Option mitgelieferten Datenblatt beschrieben.

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2.10 Hardwareeinschränkungen

Folgende Baugruppen des MC68332 sind durch externe Beschaltung in ihrer Programmierbarkeit eingeschränkt und müssen diesen Vorgaben entsprechend konfiguriert werden:

Port C wird für Chip-Selects verwendet.
Port E Es stehen nur die Pins PE0, PE1, PE3, PE5 und PE6 an der VG96 zur Verfügung.
Port F PF0 und PF1 werden für die Signale RTS* und CTS* verwendet. PF3 und PF5 sind als Interrupteingänge für den CAN-Interrupt und den TLX-Bus-Interrupt zu schalten. Die Pins PF2 bis PF7 des Ports sind zusätzlich nach Aussen geführt.
Clockgenerator für die Taktversorgung der CPU. Dieser Generator verwendet einen externen 32,784kHz-Quarz. Die Konfiguration muss entsprechend gewählt werden.
Bus Arbitration Die drei Signale BR*, BG* und BGACK* werden als Chip-Selects verwendet.
ADC Von den 10 verfügbaren Kanälen sind alle Kanäle und die Referenzspannung des ADC auf Pins mit einer zweiten Funktion gelegt worden.
CAN-Controller Die Transmit- und Receive-Leitungen des CAN-Controllers sind ebenfalls auf Pins mit einer zweiten Funktion geführt.
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3 Schnittstellen

Alle nötigen Signale für den Anschluss von externen Mikroprozessorbus Bausteinen sind auf die VG96 gelegt. Zudem befinden sich auf der VG96 sämtliche I/O-Funktionen des Prozessors und der optionalen Baugruppen, wie A/D-Wandler und CAN-Controller. Durch die Mehrfachverwendung der Pins auf der VG96 sind nicht alle Möglichkeiten des Boards gleichzeitig nutzbar. Beachten Sie die Hinweise in den einzelnen Abschnitten.

Pin Reihe A Reihe B Reihe C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32		 GND
VEE
TLXRD*
A1
RESET*
D1
D3
D5
D7
A3
TLX*1/A6
TLX*3/A8
GND
VCC
VACCU2
OPa0
OPa1
OPa2
OPb0/AIN8
OPb1/AIN9
OPb2/VRH
OPb3/VRL
OPb4/CANRxD0
OPb5/CANRxD1
OPb6/CANTxD0
OPb7/CANTxD1
IRQ*2
IRQ*3
IRQ*4
IRQ*5
IRG*6
NMI*		 D8
D9
D10
D11
D12
D13
D14
D15
MISO
MOSI
SCK
SS*
PCS1
PCS2
PCS3
TP15
TP14
TP13
TP12
TP11
TP10
TP9
TP8
TP7
TP6
TP5
TP4
DSACK1*
SIZ0
A0
RMC*
DS*		 GND
VCC
TLXWR*
TLX*0/A5
A2
D0
D2
D4
D6
TP2
A4
TLX*2/A7
TLXINT*
OPa3
OPa4
OPa5
OPa6
OPa7
IP0/AIN0
IP1/AIN1
IP2/AIN2
IP3/AIN3
IP4/AIN4
IP5/AIN5
IP6/AIN6
IP7/AIN7
DSACK0*
TP3
TP1
TP0
TxD0
RxD0
GND: Referenz.
VCC: +5V ±10% Stromversorgung für die Peripherieschaltung
VEE: Kontrastspannung für LC-Anzeigen. Wird vom SCOTTY332 nicht verwendet.
VACCU2: Über diesen Pin ist es möglich einen externen Akku anzuschliessen.
A0... A8: Die Adressleitungen des MC68332.
TLX*0... TLX*3: Die Chip-Selects des TLX+ erzeugt aus Adressleitungen des Prozessors. Siehe dazu auch TLX+ Businterface.
D0... D15: Die Datenleitungen des MC68332.
RESET*: Reset dient zum Zurücksetzen der Peripherie und ist direkt mit dem Prozessor-Reset verbunden. Dieses Signal ist bidirektional.
TLXRD*, TLXWR*: Read- und Write-Signal für den TLX-Bus. Diese Signale werden aus dem Prozessorsignal READ* in Verbindung mit einem Chip-Select des Prozessors erzeugt.
TLXINT*: Interrupteingang. Hiermit lässt sich ein Interrupt erzeugen (aktiv low). An diesen Eingang lässt sich ein Interruptausgang mit Totempolestruktur oder mehrere Open-Collector-Ausgänge zusammen mit einem Pullupwiderstand anschliessen. Als Interrupteingang wird IRQ3* verwendet.
IRQ*2... IRQ6, NMI: Zusätzliche Interrupteingänge.
SIZ0: Zur Erkennung der verwendeten Bustransferbreite.
DSACK0*, DSACK1*: Mit diesen Signalen kann man einen Transfer als 8 oder 16Bit Transfer terminieren.
RMC*: Direkt mit dem RMC* Signal der CPU verbunden.
DS*: Ungepuffertes DS*-Signal des Prozessors.
OPa0... OPa7: Ausgabeport A.
OPb0... OPb7: Ausgabeport B.
IP0... IP7: Eingabeport.
AIN0... AIN9: ADC-Eingänge.
VRH, VRL: Referenzspannung des ADC.
CAN... : Die Busleitungen des CAN-Controllers.
TP0... TP15: TPU-Ein-/Ausgänge des MC68332.
MISO, MOSI: Datenleitungen des QSPI.
SCK: Clockleitung für das QSPI.
SS*, PCS1... PCS3: Chip-Selects vom QSPI.
TxD0, RxD0: Transmit- und Receive-Leitung der asynchronen seriellen Schnittstelle.

TLX+ Businterface

Den Kern bildet das TLX+ Businterface. Diese Schnittstelle ist extrem einfach zu benutzen und erlaubt den Anschluss der meisten Intel-buskompatiblen Bausteine ohne zusätzliche Gluelogik. Alle Signale auf dem TLX+ können über Flachbandkabel mit bis zu 25cm Länge geführt werden. Mit einer geeigneten Treiberschaltung können auch noch grössere Distanzen überbrückt werden.

Die Chip-Selects werden direkt über Adressen erzeugt, wobei die Signale TLXWR* und TLXRD* aus dem Prozessorsignal READ* in Verbindung mit einem Chip-Select des MC68332 erzeugt werden.

Die entsprechenden Adressen für vier Chip-Selects am TLX+ sind in der Adressmap angegeben.

Im folgenden finden Sie die Belegung eines zweireihigen Pfostensteckverbinders, wie er auf den Erweiterungsboards üblich ist:

Pin Name Name Pin
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19		 GND
VCC
TLXWE*
TLX*0
A2
D0
D2
D4
D6
-		 GND
VEE
TLXRD*
A1
RESET*
D1
D3
D5
D7
A3		 2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
21
23
25		 A4
TLX*2
TLXINT*		 TLX*1
TLX*3
GND		 22
24
26

Beim Anschluss von Grafik-LCDs sind nur die ersten 20 Pins nötig. Beachten Sie bitte, dass bei einigen Anzeigen der Pin 19 (auf dem SCOTTY332 Pin10 Reihe C) zum Invertieren der Anzeige verwendet wird und somit nicht verbunden werden darf!

Volles Businterface

Für Applikationen, in denen ein asynchrones Businterface im M68000-Stil, kann das volle Businterface verwendet werden. Dadurch werden jedoch die im TLX+ Interface enthaltenen Chip-Select Leitungen TLX*0... TLX*3 zu Adressleitungen umdefiniert und können nicht mehr in ihrer TLX+ Funktion verwendet werden.

Zu den im TLX+ enthaltenen Signalen kommen noch folgende Signale hinzu:

Da nicht alle Signale zur Realisierung des M68000 Busses auf die Stecker geführt sind, ergeben sich folgende Einschränkungen:

Parallelports

Es sind 16 Ausgabeleitungen mit Latches (74xx273) und 8 Eingänge mit einem Bustreiber (74xx244) implementiert. Die Reseteingänge der Treiber sind mit dem Prozessor-Reset verbunden, damit ist gewährleistet, dass nach einem Reset alle Ausgänge auf logisch Null liegen. Je nach Bestückung können Ströme bis ±24mA geliefert werden.

Typ Low I[mA] bei U[V] High I[mA] bei U[V]
74LS273
74ALS273
74HCT273
74ACT273		 8.0
24.0
4.0
24.0		 0.5
0.5
0.4
0.4		 0.4
2.6
4.0
24.0
 2.4
2.4
3.7
3.7

Die Spannungsangaben bei 'Low' und 'High' verstehen sich als maximale bzw. minimale Werte bei angegebener Belastung und VCC ±10%.

Bei den Ausgangstreibern (74xx273) kann AC- und HC-Logik wegen der TTL-Pegel am CPU-Bus nicht eingesetzt werden. Die typischen Ausgangsspannungen liegen insbesondere bei ACT- und HCT-Typen wesentlich näher an den Versorgungsspannungspegeln.

Die Ausgangstreiber werden nur über die Adresse selektiert, deshalb sind Lesezugriff auf die Ausgänge zu vermeiden.

Für den Eingangstreiber eignen sich besonders die HC- (2.5V) und HCT-Typen (1.5V Schaltspannung) mit Eingangsströmen von weniger als 1 Mikroampere.

Pin Name Name Pin


A 16
A 17
A 18
A 19
A 20
A 21
A 22
A 23
A 24
A 25
A 26

OPa0
OPa1
OPa2
OPb0/AIN8
OPb1/AIN9
OPb2/VRH
OPb3/VRL
OPb4/CANRxD0
OPb5/CANRxD1
OPb6/CANTxD0
OPb7/CANTxD1		 OPa3
OPa4
OPa5
OPa6
OPa7
IP0/AIN0
IP1/AIN1
IP2/AIN2
IP3/AIN3
IP4/AIN4
IP5/AIN5
IP6/AIN6
IP7/AIN7		 C 14
C 14
C 15
C 16
C 17
C 18
C 19
C 20
C 21
C 22
C 23
C 24
C 25
OPx0... OPx7: Die Ausgabeports.
IP0... IP7: Die Eingabeports.

Wichtig: Beachten Sie, dass die Leitungen an der VG96 teilweise doppelt belegt sind. So ist der Port OPb nicht benutzbar wenn der CAN-Controller bestückt ist. Auch sind OBb und IP nicht verwendbar wenn der ADC bestückt ist. Deshalb müssen in diesen Fällen die jeweiligen Treiberbausteine (OPb = U5, IP = U3) entfernt werden.

ADC

Der auf dem SCOTTY332 optional installierbare A/D-Wandler TLC2543 kann auf 11 Kanälen Analogwerte mit 12Bit Auflösung und einer Wandelrate von 12us einlesen, wobei aus Platzmangel nur 10 Kanäle herausgeführt sind. Durch die teilweise Verwendung der Pins an der VG96 durch zwei Signale kommt es bei der Verwendung des ADC zu kleinen Einschränkungen. Somit ist der Eingabeport IP und der Ausgabeport OPb nicht mehr benutzbar, die Treiberbausteine U5 und U3 müssen wie beschrieben entfernt werden.

Die Spannungsreferenz auf dem Board erlaubt einen Eingangsbereich des Wandlers von 0... 4,096V. Um Strom zu sparen lässt sich die Referenzspannungsquelle über den Port E Pin 2 an- bzw. ausschalten.

Pin Name Name Pin
A 19
A 20
A 21
A 22



 AIN8/OPb0
AIN9/OPb1
VRH/OPb2
VRL/OPb3



 AIN0/IP0
AIN1/IP1
AIN2/IP2
AIN3/IP3
AIN4/IP4
AIN5/IP5
AIN6/IP6
AIN7/IP7		 C 19
C 20
C 21
C 22
C 23
C 24
C 25
C 26
AIN0... AIN9: Die ADC-Eingänge
VRH: Die positive Referenzspannung. Ist auf dem SCOTTY332 keine Referenz eingebaut, so kann über diesen Pin extern eine passende Spannung eingespeist werden.
VRL: Die negative Referenzspannung. Diese kann extern eingespeist werden wenn der Jumper J6 nicht gebrückt ist. Ist dieser Jumper geschlossen so liegt VRL auf GND.

Hinweis: Wenn eine externe Spannung für VRH angelegt werden soll darf die onboard Referenz nicht bestückt sein. Die negative Referenzspannung darf nicht kleiner als 0V sein. Die Differenz zwischen positiver und negativer Referenz muss grösser als 2,5V und kleiner als 5,1V sein. VRH darf niemals kleiner als VRL sein. Beachten Sie auch hier die doppelte Belegung der Pins. Der Treiberbaustein für OPb (U5) muss entfernt werden und der Treiber für IP (U3) ist nicht mehr sinnvoll einsetzbar, da ja an den Eingängen Analogspannungen anliegen.

CAN-Controller

Der optionale CAN-Controller SJA1000 (Full CAN nach CAN2.0B Standard) erlaubt die Kommunikation von Steuerrechnern untereinander und mit verteilten Messwertaufnehmern und Aktuatoren. Dabei ist die Vernetzung mit minimalem Verkabelungsaufwand und gleichzeitig hoher Störsicherheit möglich.Das Interface zum Netz stellt folgende Signale zur Verfügung:

Pin Name
A 23
A 24
A 25
A 26		 CANRxD0/OPb4
CANRxD1/OPb5
CANTxD0/OPb6
CANTxD1/OPb7

Wichtig: Beachten Sie, dass bei Verwendung der CAN-Option der Port OPb nicht mehr als normaler Port zur Verfügung steht. Der Treiberbaustein U5 sollte entfernt werden, da dieser die CAN-Schnittstelle beeinflussen kann.

SCI - Serielle Schnittstelle

Auf dem SCOTTY332 kommt nur das von dem Prozessor zur Verfügung gestellte asynchrone serielle Interface zur Anwendung. Die Beschreibung zu dessen Programmierung entnehmen Sie bitte dem Datenbuch des MC68332.

Der Steckverbinder ST4 für die serielle Schnittstelle ist ein zweireihiger 10pol. Pfostensteckverbinder wie er für die IF-Module (RS232, RS485... ) üblich ist.

Pin Signal Pin # Signal
1
3
5
7
9		 VCC
RI*
TXD
RTS*
DCD*		 2
4
6
8
10		 DSR*
RXD
DTR*
CTS*
GND
VCC: +5V ±10% Stromversorgung für die Peripherieschaltung.
GND: Referenz.
DSR*: Data Set Ready. Auf dem Seriellen Kanal 0 ist DSR* über einen Jumper auf RESET* legbar. Details finden sich unter V.24 RESET. Gleichzeitig ist dieses Signal über TP1 einlesbar.
RI*: Ring Indikator Eingang vom Modem. Dieses Signal ist mit TP2 verbunden.
RXD: Receive Data Eingang.
TXD*: Transmit Data Ausgang.
DTR*: Data Terminal Ready Ausgang. Mit TP3 verbunden.
RTS*: Request To Send Ausgang. Ist an Port F Pin 0 angeschlossen.
CTS*: Clear To Send Eingang. Ist an Port F Pin 1 angeschlossen.
DCD*: Data Carrier Detect Eingang. Dieser Eingang kann am Pin TP4 ausgelesen werden.

Alle an die TPU angeschlossenen Eingänge (TPx) sind durch die TPU auch als Interrupteingänge schaltbar.

V.24 RESET

Das DSR* Signal auf dem seriellen Kanal kann genutzt werden, um vom Hostrechner aus per Software eine RESET auszulösen. Dazu muss DSR* auf Low gepulst werden. Die Pulsbreite sollte minimal ca. 0,1 Sekunden betragen. Der V.24 Reset kann durch Stecken des Jumpers J9 aktiviert werden.

Der Terminalemulator 'TM.EXE' bietet die Möglichkeit, über Kommandozeilenparameter oder interaktiv mit ALT-R einen Reset auszulösen.

Da die Leitung DSR* auch an TP1 der TPU angeschlossen ist, kann man über die TPU auch einen RESET auf dem SCOTTY332 auslösen.

QSPI - Serielles Peripherie-Interface

Der SCOTTY332 stellt für serielle Peripheriebausteine ein serielles Interface zur Verfügung, das sogenannte QSPI.

Pin Name
B 9
B 10
B 11
B 12
B 13
B 14
B 15		 MISO
MOSI
SCK
SS*
PCS1
PCS2
PCS3
SCK: Clock für das QSPI
MISO: QSPI Serieller Eingang im Mastermode
MOSI: QSPI Serieller Ausgang im Mastermode
SS*: Selektiert Master- oder Slavemode
PCS1... PCS2: Chip-Selects für QSPI

PCS2 wird schon für den onboard ADC verwendet. Da die Chip-Selects des QSPI sich aber auch in Kombination verwenden lassen bleiben für externe Anschlüsse immer noch 7 Kombinationen übrig.

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4 Debugger Support

Auf dem SCOTTY332 steht ein Debugging-Interface direkt in Hardware zur Verfügung. Es beherrscht folgende Funktionen :

Background-Debug-Stecker

Der 10pol. Debug-Stecker enthält auf den Pins 1-8 das von Motorola standardisierte 8pol. Background-Debug Interface. Auf Pin 10 liegt liegt der CPU-Takt, Pin 9 wird nicht benutzt.

Pin Name Name Pin
1
3
5
7
9		 GND
GND
RESET*
VCC
-		 BKPT*
FREEZE
IFETCH*
IPPE*
CPUCLK		 2
4
6
8
10
VCC: +5V ±10% Stromversorgung für die Debuggerschaltung.
GND: Referenz.
RESET*: Bidirektionaler Reset.
CPUCLK: Interner CPU Takt zur Synchronisation der Debuggerschaltung.
BKPT*: Breakpoint / DSCLK Eingang der CPU.
FREEZE: Indikator, dass die CPU im Debug-Mode ist.
IFETCH*: Instruction-Fetch Ausgang oder serieller Eingang des Debuggerports.
IPPE*: Pipeline-Flush oder serieller Ausgang des Debuggerports.

Background Debugging

Die CPU des SCOTTY332 hat einen in Microcode realisierten Debugger mit auf dem Chip. Der Background-Debugging-Monitor bietet Zugriff auf alle internen Register der CPU, sowie den gesamten Speicherbereich. Ausserdem können Programme gestartet und zu beliebigen Zeitpunkten abgebrochen werden. Weitere Information zum Background-Debugging-Interface findet sich im Datenbuch zum MC68332.

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5 Bei Problemen

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6 Applikationstips

Autostart von Applikationsprogrammen

Der NICO-Monitor erlaubt den automatischen Start von Programmen und generell das Ausführen von Kommandos direkt nach einem Reset. Der prinzipielle Mechanismus ähnelt den Startskripts von MS-DOS (AUTOEXEC.BAT) und UNIX (/etc/rc). Einige Beispiele:

env autoexec h

Nach jedem Reset wird der Help Text des Monitors ausgegeben.

env autoexec "s 0x2020"

Nach dem Reset wird das Programm auf der Adresse 0x2020 gestartet.

Um eine einmal gesetzte autoexec Variable zu löschen, muss entweder das RAM gelöscht werden (ausschalten oder bei Batteriepufferung das RAM von GND nach VCC für ca. 1 Sekunde kurzschliessen) oder es muss ein env autoexec Kommando gegeben werden.

Startup Select

Soll der Monitor durch manuellen Eingriff auf verschiedene Arten gestartet werden, sind die autoexec1..9 Variablen nützlich. Nach jeden Reset wartet Nico für ca. eine halbe Sekunde auf einen erneuten Reset. Durch mehrfaches Resetten kann ein interner Zähler inkrementiert werden. Nachdem der Monitor schliesslich durch die Startphase gelaufen ist wird die Anzahl der gegebenen Resetpulse ausgewertet und die autoexec-Variable mit der angehängen Anzahl der Pulse ausgeführt. Ein Beispiel:

env autoexec1 "sp hello walter"
env autoexec2 h

Wenn nur ein Resetpuls kommt, wird autoexec1 ausgeführt - es wird also nach einem einzelnen Reset oder nach dem Einschalten das Programm auf 0x2000 mit den Argumenten hello und walter ausgeführt. Wird nach dem Reset der Resettaster ein zweites Mal gedrückt benutzt der Monitor die Variable autoexec2 und bei noch mehr Resets eben sinngemäss die Variable mit der entsprechenden Nummer.

Die autoexec Variable wird, falls gesetzt, vor den autoexec1..9 Variablen ausgeführt.

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Anhang A NICO-Monitor (ist im SCOTTY08-Handbuch beschrieben)

Anhang B FLASH-Entwicklungspaket (ist im SCOTTY08-Handbuch beschrieben)

www.mct.de: Produkte: Einplatinencomputer: SCOTTY332
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