基于CPLD的DSP微處理器與CAN控制器接口設計

3．2 TSM320F206的I/O時序分析

TMS320F206的讀寫時序[2]如圖3和圖4所示。I/O的讀或寫工作周期一般在兩個機器周期內完成，在此期間，IS信號地址信號一直保持有效；閘門信號STRB發(fā)生在第一個機器周期有效后并保持一個機器周期以上；RE和WE有效時，數(shù)據(jù)有效。在兩次連續(xù)的寫操作(如圖4所示)，WE的有效間隔時間tw(WH)最小為(2H-4)ns，而兩次連續(xù)的讀訪問(如圖3所示)，RE的有效間隔時間tw(RDH)為(H-4)ns-H ns，其中H為0．5倍的機器時鐘周期，可見連續(xù)的讀、寫操作時，RE，WE的有效間隔不同，在設計電路時，應注意此細節(jié)。在連續(xù)的讀或寫操作時，IS信號一直為有效電平'0'，無法以此信號作為產(chǎn)生SJAl000的ALE、讀、寫信號起始基準，而在寫周期時，STRB與WE的變化始終保持一致，因此在產(chǎn)生SJAl000寫周期時，可以用STRB作為ALE、寫信號WR產(chǎn)生的起始基準信號。但是TSM320F206在連續(xù)的讀操作時，STRB一直保持為低電平，可見在產(chǎn)生SJAl000讀、寫操作周期時，無法單獨以他作為ALE，RD信號產(chǎn)生的起始基準，需與IS，WE，RE進行邏輯組合作為SJAl000讀、寫操作周期的起始基準
信號。

4 CPLD實現(xiàn)轉換橋設計方法

此轉換橋如果用中規(guī)模集成電路(74系列)實現(xiàn)比較復雜，工作頻率又較高，布線時稍不合理，易引起干擾，使得電路工作不穩(wěn)定，因此采用高可靠性的復雜可編程邏輯器件CPLD，用硬件描述語言VHDL來實現(xiàn)。

4．1轉換橋引腳信號定義

圖5為轉換橋的時序仿真結果，其中轉換橋的各引腳信號與TMS320F206和SJAl0001引腳信號對應為：fabl7接A0～A7；fdb7接DO～D7；fds接IS；fstrb接STRB；fwe接WE；frd接RE；fcp接CLKOUT1；ale接ALE；adb7接AD7～AD0；wr接WR；rd接RD。

4．2 SJA1000的讀、寫周期的使能信號和起始基準確定

轉換橋的基準時鐘fcp為TMS320F206的機器時鐘輸出信號CLKOUT1。fcp為20 MHz的方波信號。因為TMS320F206的讀或寫工作周期一般為1～2個機器周期，此時基準時鐘fcp最多含有4個邊沿狀態(tài)，無法完成非多路復用到多路復用的轉換，所以通過軟件等待設置[4]，使TMS320F206對外部總線操作時，由原來所用的1個機器時鐘周期，延長到4個機器時鐘周期，邊沿狀態(tài)個數(shù)增加了4倍，另外fcp的脈寬為25 ns，這樣可以保證轉換橋輸出的多路復用總線時序的時間參數(shù)滿足SJAl000的時序要求。從上面時序分析中可以確定出，SJAl000的讀、寫周期的使能信號(IS)和起始基準信號(STRB，WE，RE)邏輯組合。IS作為轉換橋的片選信號，當IS為'0'，轉換橋工作，否則轉換橋的各輸出信號被懸掛。當IS為'0'，STRB為'0'，WE為'0'，RE為'1'時，DSP開始對外部I/O進行寫操作，在后面緊跟的4個DSP機器周期產(chǎn)生出1個SJAl000的寫周期；當IS為'0'，STRB為'0'，WE為'1'，RE為'1'時，DSP開始對外部I/O進行讀操作，同樣在后面緊跟的4個DSP機器周期產(chǎn)生出1個SJAl000的讀周期。

4．3讀操作轉換過程

通過軟件等待設置，使DSP的I/O讀、寫操作需4個機器時鐘周期。第一個時鐘周期的上升沿產(chǎn)生ale信號(脈寬為O．5倍的機器時鐘周期)，同時將DSP輸入的低8位地址fab17鎖存并送到地址數(shù)據(jù)復用總線adb7，并保持直到第二個時鐘周期的上升沿為止，此時adb7為高阻狀態(tài)。第三、第四個時鐘周期DSP的讀信號。frd有效，將此信號直接送到rd引腳，此時adb7引腳的數(shù)據(jù)直接送給fdb7引腳，讀操作結束。

4．4寫操作轉換過程

在寫操作的4個時鐘周期中，第一個時鐘周期的上升沿產(chǎn)生ale信號(脈寬為一個機器時鐘周期)，同時將DSP輸入的低八位地址fabl7引腳的信號送到adb7上，并保持到第三個時鐘周期結束。第四個時鐘周期的上升沿產(chǎn)生寫信號wr(寬度為一個時鐘周期)，在DSP。寫信號few的上升沿處鎖存數(shù)據(jù)線fdb7來的信號，并將其送到adb7引腳上，延時到第五個時鐘周期把adb7變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，寫操作結束。

5 結 語

本文提出的非多路復用總線到多路復用總線轉換橋采用了Xilinx公司的CPLD芯片X(295144-15-PQl00,并使用該公司開發(fā)集成環(huán)境Fundation F3．1i，將其集成為一塊專用芯片。實現(xiàn)了DSP微處理器TM320F206與CAN控制器SJAl000連接，通過大量的實驗測試，此轉換橋工作非常穩(wěn)定，現(xiàn)已應用到電力網(wǎng)絡饋線遠程終端裝置(FTU)中。