80C186XL16位嵌入式微处理器是Intel公司在嵌入式微处理器市场的上导产品之一，已广泛应用于电脑终端、程控交换和工控等领域。在该嵌入式微处理器片内，集成有DRAM RCU单元，即DRAM刷新控制单元。RCU单元可以自动产生DRAM刷新总线周期，它工作于微处理器的增益模式下。经适当编程后，RCU将向将处理器的BIU（总线接口）单元产生存储器读请求。对微处理器的存储器范围编程后，BIU单元执行刷新周期时，被编程的存储器范围片选有效。
存储器是嵌入式计算机系统的重要组成部分之一。通常采用静态存储器，但是在系统需要大容量存储器的情况下，这种方式将使成本猛增。如果采用DRAM存储器，则可以大幅度降低系统设计成本；但DRAM有复杂的时序要求，给系统设计带来了很大的困难。
为了方便地使用DRAM，降低系统成本，本文提出一种新颖的解决方案：利用80C186XL的时序特征，采用CPLD技术，并使用VHDL语言设计实现DRAM控制器。
2019-7-29 15:41:02
三、80C186XL RCU单元的编程
要使DRAM正常工作，就必须对80C186XL中与DRAM刷新有关的寄存器进行正确编程。这些寄存器包括：刷新时钟间隔寄存器（RFTIME寄存器）、刷新基地址寄存器（RFBASE寄存器）和刷新控制寄存器（RFCON寄存器）。
刷新时钟间隔寄存器（RFTIME寄存器）的编程公式为：Trefresh×fcpu/（Rrow+Rrows×补偿因子）。V53C8258的技术参数规定，其刷新周期Trefresh为8ms，存储阵列行数Rrows为512。考虑到RCU取得总线控制权的延时，补偿因子取0.05。因此，微处理器在fcpu=20MHz工作频率下，RFTIME寄存器的取值为：0.008×20×10 6/（512+512×0.05），约为297.
刷新基地址寄存器（RFBASE寄存器）的编程。该寄存器的高7位，规定了DRAM容量大小。系统使用两片V53C8258情况下，RFBASE的取值为00H，DRAM占用微处理器的存储空间的00000H～7FFFFH（512KB）。
最后通过将刷新控制寄存器（RFCON寄存器）的REN位置位，来启动刷新控制单元。
若使用80C186XL的节电模式，则要求重新编程这些值。在写节电控制寄存器前，必须先用要时钟分频值去除原先设置在刷新间隔寄存器的值，来重新设置寄存器。
三、80C186XL RCU单元的编程
要使DRAM正常工作，就必须对80C186XL中与DRAM刷新有关的寄存器进行正确编程。这些寄存器包括：刷新时钟间隔寄存器（RFTIME寄存器）、刷新基地址寄存器（RFBASE寄存器）和刷新控制寄存器（RFCON寄存器）。
刷新时钟间隔寄存器（RFTIME寄存器）的编程公式为：Trefresh×fcpu/（Rrow+Rrows×补偿因子）。V53C8258的技术参数规定，其刷新周期Trefresh为8ms，存储阵列行数Rrows为512。考虑到RCU取得总线控制权的延时，补偿因子取0.05。因此，微处理器在fcpu=20MHz工作频率下，RFTIME寄存器的取值为：0.008×20×10 6/（512+512×0.05），约为297.
刷新基地址寄存器（RFBASE寄存器）的编程。该寄存器的高7位，规定了DRAM容量大小。系统使用两片V53C8258情况下，RFBASE的取值为00H，DRAM占用微处理器的存储空间的00000H～7FFFFH（512KB）。
最后通过将刷新控制寄存器（RFCON寄存器）的REN位置位，来启动刷新控制单元。
若使用80C186XL的节电模式，则要求重新编程这些值。在写节电控制寄存器前，必须先用要时钟分频值去除原先设置在刷新间隔寄存器的值，来重新设置寄存器。
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2019-7-29 15:41:08
四、结束语
现在DRAM、CPLD的价格非常低，这样设计者有机会在嵌入式计算机系统设计中考虑采用DRAM。80C186XL嵌入式微处理器广泛应用于嵌入式计算机、程控通信和工业控制系统中，具有良好的性价比，其性能和功能是80C31、80C196等单片机无法比拟的，并能充分利用大量的PC平台软件。本解决方案已在家庭电子证券产品中采用，获得了良好的经济效益和社会效益。
掌握CPLD技术和VHDL语言设计技巧是提升产品技术含量的重要途径。上述CPLD还留在一些引脚和内部资源未使用，只要设计者将VHDL源代码稍微作一些修改，就可以用这些引脚控制新增加的DRAM，提供总线准备输出信号或DMA响应信号。
如果采用引脚数和宏单元较多的XC9672或XC95108CPLD，就可以将D触发器（74HC74）、多路地址切换器（74HC157）、数据收发器（74HC245）和地址总线锁存器（74HC373）等其它分立逻辑器件的功能全部集成到CPLD中，这样系统集成度和可靠性将更加提高。
四、结束语
现在DRAM、CPLD的价格非常低，这样设计者有机会在嵌入式计算机系统设计中考虑采用DRAM。80C186XL嵌入式微处理器广泛应用于嵌入式计算机、程控通信和工业控制系统中，具有良好的性价比，其性能和功能是80C31、80C196等单片机无法比拟的，并能充分利用大量的PC平台软件。本解决方案已在家庭电子证券产品中采用，获得了良好的经济效益和社会效益。
掌握CPLD技术和VHDL语言设计技巧是提升产品技术含量的重要途径。上述CPLD还留在一些引脚和内部资源未使用，只要设计者将VHDL源代码稍微作一些修改，就可以用这些引脚控制新增加的DRAM，提供总线准备输出信号或DMA响应信号。
如果采用引脚数和宏单元较多的XC9672或XC95108CPLD，就可以将D触发器（74HC74）、多路地址切换器（74HC157）、数据收发器（74HC245）和地址总线锁存器（74HC373）等其它分立逻辑器件的功能全部集成到CPLD中，这样系统集成度和可靠性将更加提高。
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