基于DSP TMS320F2812的智能接口板設(shè)計(jì)

引言

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電路的集成度和性能有了非常大的提高，因此可以在單板上實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的電路功能，本設(shè)計(jì)就是在TI公司高集成度的TMS320F2812處理器上設(shè)計(jì)外圍接口電路，實(shí)現(xiàn)多路高速ARINC429接口、高速RS422接口、高速RS232接口，由于該款DSP的卓越性能，該接口板具有強(qiáng)大的多路接口通訊實(shí)時(shí)處理能力，同時(shí)由于該接口板的通訊接口都是標(biāo)準(zhǔn)接口，物理結(jié)構(gòu)為PMC底板結(jié)構(gòu)，具有一定的通用性。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)

接口板采用TMS320F2812處理器，對(duì)串行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送采用智能控制方式，它通過一個(gè)512K（32K×16）雙端口存儲(chǔ)器（DPRAM）實(shí)現(xiàn)與主處理機(jī)之間的數(shù)據(jù)交互，雙端口存儲(chǔ)器與主處理機(jī)之間為PCI總線接口，物理連接方式為PMC標(biāo)準(zhǔn)插座。模塊功能框圖見圖1。限于篇幅，本文主要介紹局部總線端電路設(shè)計(jì)，與主機(jī)接口端PCI設(shè)計(jì)另有文章介紹。


圖1 接口板功能框圖

接口板主要由如下功能部分組成：

•處理器電路、數(shù)據(jù)處理器TMS320F2812，主頻150MHz，集成128K字容量程序FLASH、18K字容量SARAM；

• 雙口RAM IDT70V27，容量為32K×16bit；

• 時(shí)鐘和復(fù)位電路MAX791；

• 10路全雙工RS422串行接口電路TL16C554；

• 2路全雙工RS232串行接口電路；

• 4收2發(fā)ARINC429接口DEI1016A、BD429A；

• PCI總線接口電路PCI9054；

• 邏輯控制電路XC95288XL；

• 提供＋5V轉(zhuǎn)＋15V、-15V電路DCP020515DP，負(fù)載80mA。

處理器及存儲(chǔ)電路

處理器

處理器選用TI公司的16位TMS320F2812芯片，主頻可達(dá)到150MHz。主要特點(diǎn)如下：

• 150MIPS運(yùn)行速度；

• 集成128K字容量程序FLASH，18K字容量SARAM；

• 56路獨(dú)立的可編程多路復(fù)用I/O引腳；

• 鎖相環(huán)（PLL）模塊；

• 3個(gè)32位定時(shí)器

• 2個(gè)串行通信接口SCI；

• 1個(gè)串行外設(shè)接口SPI；

• 16路ADC（12bit）；

• 2路eCAN接口；

• 3個(gè)可屏蔽中斷；

• JTAG接口；

• 哈佛結(jié)構(gòu)。

本接口板在設(shè)計(jì)中用到TMS320F2812處理器的數(shù)據(jù)處理功能、存儲(chǔ)器功能、通用IO功能、串行通信功能和JTAG接口。16位地址線A15~A0，16位數(shù)據(jù)線D15~D0。

TMS320F2812處理器地址空間映像如圖2所示。該接口板地址分配如表1。


圖2 地址映象

存儲(chǔ)電路

在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，串行數(shù)據(jù)的采集及交換是影響系統(tǒng)開銷的瓶頸之一，在這類系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)交換要求的通訊速率往往很高。傳統(tǒng)的并行接口和串行接口設(shè)計(jì)無論在通信速率，還是在可靠性方面都不易滿足要求。而雙端口RAM則是一個(gè)較好的實(shí)現(xiàn)方案。它具有通訊速率高、接口設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，因而能在這類設(shè)計(jì)中得到廣泛的應(yīng)用。