CH364 WCH | Alldatasheet
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CH364中文手册 １ PCI 扩展ROM 控制芯片CH364 版本：1A http://wch.cn 1、概述 CH364 是PCI 总线的扩展ROM 控制卡的专用芯片。CH364 提供容量为64KB 的可电擦写只读存储 器Flash-ROM，支持软件模拟兼容I C 的两线串口进行数据和I/O 扩展，专用于各种带有扩展ROM 的 PCI 控制卡，包括系统还原卡、数据保护卡、网络隔离卡、安全控制卡等，由于无需额外ROM芯片， 所以更专业、更美观、更方便、更便宜、更省心。下图为其一般应用框图。 2、特点
- 标准的32位PCI总线的设备接口。
- 支持窗口容量为32KB的扩展ROM（Boot ROM），支持BIOS无硬盘引导。
- 提供可电擦写的只读存储器Flash-ROM，容量为64KB，支持客户端随时在线升级。
- 由Flash-ROM 定义PCI板卡的识别信息（Vendor ID，Device ID，Class Code）。
- 部分内部寄存器和外部引脚S0和S1受到保护，支持状态锁定功能。
- 提供可锁定的通用输出引脚S0和S1，支持PCI 复位自动加载功能。
- 提供非锁定的通用双向输入输出引脚SDA，提供通用输入引脚DIN。
- 可以由软件控制SCL引脚和SDA引脚模拟兼容I C 的两线串口，用于数据和I/O 扩展。
- 提供不受PCI复位影响的内部寄存器位，用于应用程序传递标志给扩展ROM 程序。
- 采用QFP-64 封装，引脚中心间距为0.8mm，加工方便。 SCL DIN SDA PCI_CBE[3-0] PCI_AD[31-0] PCI_RST PCI_CLK PCI_DEVSEL PCI_TRDY PCI_FRAME PCI_IDSEL PCI_PAR CH364 扩展ROM 控制芯片 PCI 总线 CH364F 本地 控制 或者 设定 本地 数据 和I/O 扩展
CH364中文手册 ２ 3、封装 封装形式 塑体宽度 引脚间距 封装说明 订货型号 QFP-64 14mm x 14mm 0.8mm 31.5mil 标准的QFP64 贴片 CH364P SOP-8 3.9mm 150mil 1.27mm 50mil 标准的SOP8贴片 CH364F 注：CH364芯片组由CH364P和CH364F两个芯片组成，应该成套订购、成套使用。 4、引脚 4.1. CH364P的电源线 引脚号 引脚名称 类型 引脚说明 2、15、30、48 VCC 电源 +5V 电源 1、16、31、50、64 GND 电源 接地 4.2. CH364P的PCI信号线 引脚号 引脚名称 类型 引脚说明
47 PCI_RST 输入 系统复位信号线，低电平有效
49 PCI_CLK 输入 系统时钟信号线，上升沿有效
52～59 62～63 3～8 17～24 26～27 33～38 PCI_AD31 ～PCI_AD0 三态输出 及输入 地址和双向数据复用信号线 60、9 14、25 PCI_CBE3 ～PCI_CBE0 输入 总线命令和字节使能复用信号线
CH364中文手册 ３
13 PCI_PAR 双向三态 奇偶校验信号线
61 PCI_IDSEL 输入 初始化设备选择信号线，高电平有效
10 PCI_FRAME 输入 帧周期开始信号线，低电平有效
11 PCI_TRDY 三态输出 目标设备准备好信号线，低电平有效
12 PCI_DEVSEL 三态输出 目标设备选中信号线，低电平有效
39 PCI_STOP 三态输出 目标设备停止信号线，低电平有效
4.3. CH364P的本地信号线 引脚号 引脚名称 类型 引脚说明
51 DIN 输入 通用输入引脚，带弱上拉电阻
41 SDA 开漏输出
及输入 非锁定的通用双向输入输出引脚，带上拉电阻 开漏输出，默认是不输出，所以上拉为高电平
44 SCL 输出 非锁定的通用TTL 电平输出引脚，默认是低电平
28 S0 输出 可锁定的通用输出引脚，默认是低电平
29 S1 输出 可锁定的通用输出引脚，默认是高电平
40、42 46 NC. 空脚 禁止连接，必须悬空 4.4. CH364F的信号线 引脚号 引脚名称 类型 引脚说明
4 GND 电源 接地
3 WP# 输入 硬件写保护输入引脚，低电平有效，高电平须接V3引脚
4.5. 芯片组互连信号线 CH364P 引脚号 引脚名称 CH364F 引脚号 引脚说明 43 V3 7、8 +3.3V 电源，必须外接容量为0.1uF 的退耦电容
32 CS# 1 片选
44 SCL 6 时钟
45 DX 2、5 数据
5、寄存器 5.1. 基本约定 5.1.1. 属性简写：R=完全只读，W=可读可写，S=只读并且由Flash-ROM设定，….=省略号。 5.1.2. 数据的数制：如果以H结尾则为十六进制数，否则为二进制数。 5.1.3. 数值的通配符以及属性：r=保留（禁止使用，须保持原值不变），x=任意值，….=省略号。 5.2. 配置空间 类别 地址 寄存器名称 寄存器属性 系统复位后默认值 01H-00H 厂商标识：Vendor ID SSSS 由Flash-ROM定义 03H-02H 设备标识：Device ID SSSS 由Flash-ROM定义 05H-04H 命令寄存器：Command RRRRRRRRRRRRRRWW 0000000000000000 标准 PCI 设备 配置 07H-06H 状态寄存器：Status RRRRRRRRRRRRRRRR 0000010000000000
CH364中文手册 ４ 08H 芯片版本：Revision ID SS 由Flash-ROM 定义 0BH-09H 设备类代码：Class Code SSSSSS 由Flash-ROM 定义 0FH-0CH RRRR 0000H 13H-10H I/O端口基址： I/O Base Address RRRRRRRRRRRRRRRR WWWWWWWWRRRRRRRR 0000000000000000 0000000000000001 2FH-14H RRRR….RRRR 0000….0000H 33H-30H 扩展ROM基址： ROM Base Address WWWWWWWWWWWWWWWW WRRRRRRRRRRRRRRW 0000000000000000 0000000000000000 空间 3FH-34H RRRR….RRRR 0000….0000H 40H 输出寄存器CH364_CFG_DOUT RRRWWRWW rrr00r01 41H 控制寄存器CH364_CFG_CTRL RRWWWWWW rr001010 42H 输入寄存器CH364_CFG_DIN RRRRRRRR rrrrrrxx 43H 设置寄存器CH364_CFG_SET RRRRRWRW 1rrrr011 本地 寄存 器等 其它 4FH-44H是43H-40H 的别名地址；7FH-50H 保留，只读00H 5.3. I/O端口空间 CH364 芯片的I/O 端口空间与配置空间完全重叠，I/O 空间的偏移地址00H-7FH 对应于配置空间 的00H-7FH，通过I/O空间访问内部寄存器比通过配置空间访问内部寄存器的速度更快。 5.4. 寄存器的位说明 属性中有“*”的位是受保护位，支持状态锁定功能，由输出寄存器的位3 设置锁定。 属性中有“#”的位是受保护位，支持状态锁定功能，由输出寄存器的位4 设置锁定。 寄存器名称 位址 属性 位的使用说明 位值=0 位值=1 位0 W 设置SDA 引脚的输出 低电平 不输出/上拉 位1 W 设置SCL 引脚的输出 低电平 高电平 位3 W* 设置锁定状态 解除锁定 进入锁定 输出寄存器 （配置空间40H） （I/O 偏移40H） 位4 W# 设置S0和S1引脚的锁定状态 解除锁定 进入锁定 位0 W# 设置S0引脚的输出 低电平 高电平 位1 W# 设置S1引脚的输出 低电平 高电平 位2 W 预置复位后S0引脚的输出 PCI 复位时自动加载到位0 位3 W 预置复位后S1引脚的输出 PCI 复位时自动加载到位1 位4 W 软件可以读写的位变量 不受PCI 复位的影响 由应用程序定义 控制寄存器 （配置空间41H） （I/O 偏移41H） 位5 W 软件可以读写的位变量 不受PCI 复位的影响 由应用程序定义 位0 R SDA 引脚的输入状态 低电平 高电平 输入寄存器 （配置空间42H） （I/O 偏移42H） 位1 R DIN 引脚的输入状态 低电平 高电平 位0 W* 软件可以读写的位变量 由应用程序定义 设置寄存器 （配置空间43H） （I/O 偏移43H） 位2 W* PCI 板卡的识别信息 选择厂商VID、设备DID、 版本RID、类代码CLS 由Flash ROM 定义 VID=0000H DID=8000H RID=00H CLS=018000H
CH364中文手册 ５ 6、功能说明 6.1. 扩展ROM CH364专用于PCI扩展ROM控制卡，其提供了容量为64KB的Flash-ROM，支持电擦写，便于应用 程序保存重要数据，和在客户端进行在线下载及升级扩展ROM 程序。 CH364的扩展ROM窗口容量为32KB，所以64K的Flash-ROM的前32KB通常用于BIOS引导代码和 主程序，并且包含PCI 扩展ROM 头标区，由主板BIOS 自动加载。Flash-ROM 的后32K 可以用于程序 或者数据，由已经加载的前32KB的主程序在需要时进行存取。CH364提供子程序库，支持Flash-ROM 的读取、擦除、写入以及写保护锁定操作。 PCI 扩展ROM头标区要求：0000H地址是55H，0001H地址是0AAH，0002H 地址是长度指示，数值 40H 代表32KB 扩展ROM，以及“PCIR”结构，在PCIR 结构中还包括PCI 扩展ROM 的厂商Vendor-ID （VID）、设备Device-ID（DID）、版本Revision-ID（RID）和设备分类码Class-Code（CLS）等。 CH364的PCI板卡识别信息，包括VID、DID、RID 和CLS 等由Flash-ROM中的数据定义。厂商标 识VID、设备标识DID、芯片版本RID和设备分类码CLS分别由Flash-ROM的20H-21H、22H-23H、28H 和29H-2BH 地址提供。 下图是Flash-ROM的实际头部数据。按图中数据，CH364的厂商ID是8899H，设备ID是1234H， 设备类是018000H，扩展ROM的大小为32KB。 地址 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F 0000H 55 AA 40 程序跳转 0010H 1C 00 50 43 49 52 0020H 99 88 34 12 00 00 18 00 00 00 80 01 40 00 00 00 0030H 00 80 00 00 0040H 6.2. 寄存器和引脚 CH364支持状态锁定，具有两种工作状态：解锁状态和锁定状态。 解锁状态是PCI总线复位后的默认工作状态。这种状态下可以对CH364的所有内部寄存器和外部 引脚的状态进行任意修改，没有任何限制。 锁定状态是由软件设置使CH364进入一种局部保护的工作状态。在锁定状态下，部分内部寄存器 和外部引脚受到保护，其状态不能被修改，始终保持锁定之前的数值，直到退出锁定状态。只有PCI 总线复位（也就是计算机重启）能使CH364退出锁定状态，同时使这些内部寄存器和外部引脚恢复为 默认值，在复位完成后可以被任意修改。 在PCI 总线复位时，CH364会自动解锁。在复位完成后，可以由软件随时设置成锁定状态。在CH364 进入锁定状态后，不能再由软件设置恢复成解锁状态，所以CH364将一直保持锁定状态，直到PCI 总 线复位。 CH364 的锁定结构分为两组，两组之间完全独立：一组由输出寄存器CH364_CFG_DOUT 的位4 控 制是否锁定，仅用于控制输出引脚S0和S1 的锁定；另一组由输出寄存器的位3 控制是否锁定，用于 控制除输出引脚S0和S1之外的其余引脚和寄存器位，包括控制Flash-ROM，锁定后禁止读写。 控制寄存器CH364_CFG_CTRL中的数据位2、位3、位4、位5 不受PCI 总线复位（计算机重启） 的影响，位0 和位1在PCI总线复位时自动分别从位2 和位3 中加载数据，控制寄存器只是在CH364 电源上电时（刚开启电源时）恢复到默认值，在PCI总线复位时，控制寄存器中的数据除位0 和位1 自动加载之外均保持不变。除控制寄存器外，其它寄存器中的数据在每次PCI 总线复位时都将恢复到 默认值。控制寄存器中提供的位变量位4 和位5，通常用于操作系统中的界面应用程序向重启后的用 户ROM 程序提供标志。
CH364中文手册 ６ CH364的S0引脚和S1引脚都是可锁定的通用功能的输出引脚。在CH364 电源上电时，S0输出低 电平，S1 输出高电平。在上电完成后，可以由软件随时将其设置成输出低电平或者高电平。在CH364 的输出寄存器的位4置1进入锁定状态后，S0和S1引脚受到保护，其状态无法被修改。在PCI总线 复位时，控制寄存器的位0和位1分别从位2 和位3 加载数据，并控制S0和S1引脚的输出状态。 CH364 的SCL 引脚是非锁定的通用功能的TTL 电平的输出引脚。在PCI 总线复位时，SCL 输出低 电平。在复位完成后，可以由软件随时将其设置成输出低电平或者高电平。该引脚是非保护引脚，所 以在CH364 进入锁定状态后其状态仍然可以被修改。 CH364的SDA引脚是非锁定的通用功能的双向输入输出引脚，开漏输出，芯片内部带上拉电阻。 在PCI 总线复位时，SDA引脚的开漏输出被禁止，从而由其上拉电阻保持在高电平。在复位完成后， 可以由软件随时将其设置成输出低电平或者不输出。在SDA 引脚输出低电平时，输入也总是0；在SDA 引脚不输出时，输入状态可以由外部电路提供，外部电路提供低电平时输入为0，否则输入为1。 CH364的DIN引脚是通用功能的输入引脚，芯片内部带弱上拉电阻，输入状态可以由外部电路提 供，外部电路提供低电平时输入为0，否则输入为1。 设置寄存器CH364_CFG_SET中的位2 用于选择PCI 板卡的识别信息，包括厂商VID、设备DID、 版本RID 和类代码CLS。在PCI总线复位时，该寄存器位恢复为0，所以VID、DID、RID 和CLS 等由 Flash-ROM 定义。在复位完成后，可以由软件随时将其设置为0 或者1，当该寄存器位设置为1 时， PCI 板卡的厂商标识VID为0000H，设备标识DID 为8000H，版本RID为00H，类代码CLS 为018000H， 完全与Flash-ROM无关。对于扩展ROM卡的应用，可以在Flash-ROM中定义VID 为非0 值，从而增强 与主板BIOS 之间的兼容性；在扩展ROM 初始化完毕，准备进入Windows 之前，将该寄存器位设置为 1，强制CH364 的VID为0，从而使Windows等操作系统不会提示“找到新硬件”。 7、参数 7.1. 绝对最大值（临界或者超过绝对最大值将可能导致芯片工作不正常甚至损坏） 名称 参数说明 最小值 最大值 单位 TA 工作时的环境温度 -20 80 ℃ TS 储存时的环境温度 -55 125 ℃ VCC 电源电压（VCC接电源，GND 接地） -0.5 5.5 V VIO 输入或者输出引脚上的电压 -0.5 VCC+0.5 V 7.2. 工作参数（测试条件：TA=25℃，VCC=5V，不包括连接PCI 总线的引脚） 名称 参数说明 最小值 典型值 最大值 单位 VCC 电源电压 3.3 5 5.3 V ICC 工作时的电源电流 3 15 50 mA VIL 低电平输入电压 -0.5 0.8 V VIH 高电平输入电压 2.0 VCC+0.5 V VOL 低电平输出电压（4mA吸入电流） 0.5 V VOH 高电平输出电压（4mA输出电流） 4.5 V VOHscl SCL引脚高电平输出电压（1mA 输出电流） 2.8 3.1 V IIN 无上拉的输入端的输入电流 20 uA IUPsda SDA引脚的5V上拉电阻的上拉电流 150 250 400 uA IUPdin DIN引脚的5V上拉电阻的上拉电流 3 6 20 uA FCLK CLK输入频率（PCI总线的主频） 0 33.3 36 MHz
CH364中文手册 ７ 8、应用 8.1. 硬件电路 这是CH364的典型应用电路。U1和U2分别是CH364P和CH364F，两者应该成套使用。电容都是 容量为0.1uF的独石或者高频瓷片电容，用于电源退耦，分别就近并联在CH364P和CH364F的电源引 脚上。连接PCI 总线的电源线引脚可以自由选择，但数量不宜少于3 对。 图中的跳线J1是可选的，可以用于输入状态供扩展ROM 程序进行判断。 CH364的S1引脚通过电阻R1连接到三极管T1，用于通过K1控制外部设备。 CH364属于高频数字电路，应该考虑信号阻抗匹配，在设计PCB板时需要参考PCI总线规范。建 议CH364 的PCI信号线的长度都小于35mm，尽量走弧线或者45度线，避免直角或者锐角走线，并且 尽量将信号走线布在元件面，而在PCB背面保留大面积的接地覆铜。CH364的PCI时钟线CLK 的长度 尽量保持在50mm～65mm 之间，并且不宜靠近其它信号线，建议在CLK 两侧及PCB 背面布置接地线或 者覆铜，以减少周边信号线的干扰。 8.2. 软件流程 建议在扩展ROM头标区中，厂商标识和设备标识都采用0001H 至FFFEH之间的值，尤其是厂商标 识，不能采用FFFFH，不建议采用0000H，否则个别主板不支持。在主程序执行之后，再通过写设置 寄存器选择CH364 的厂商VID为0000H，这样进入Windows 后不会提示找到新硬件。 CH364 支持扩展ROM 子程序库BRM V3.7 及以上版本，基于BRM 可以支持仿Windows 图形界面和 中英文显示，支持硬盘文件读写，支持Flash-ROM读写等等。