1553B總線在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用
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詳細(xì)的邏輯控制信號(hào)見CPLD邏輯部分。 2.1 PCI9052的主要特點(diǎn) PCI9052是PLX技術(shù)公司為擴(kuò)展適配板卡推出的能提供一種混合的高性能PCI總線目標(biāo)（從）模式的接口芯片。該芯片可與多種局部總線相連，并且支持相對(duì)慢的局部總線在PCI總線上的突發(fā)傳送速率達(dá)到132MB/s。9052可編程配置直接與復(fù)用或非復(fù)用的8/16/32位局部總線相連，8位和16位模式便于ISA卡直接向PCI卡轉(zhuǎn)換。 PCI9052的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中包含了一個(gè)獨(dú)立的ISA邏輯接口，通過這個(gè)邏輯接口可以完成由ISA到PCI的平滑轉(zhuǎn)換。它支持8位和16位數(shù)據(jù)寬度的ISA設(shè)備，該設(shè)備可以是內(nèi)存映射，也可以是I/O映射。先讀模式用于提高讀取數(shù)據(jù)的吞吐量。一旦ISA接口模式使能，PCI9052只執(zhí)行單個(gè)周期操作。特別指出的是，串行EEPROM必需使ISA接口模式使能。 可以使用兩種方法配置PCI9052用于ISA接口模式。方法一：燒寫串行EEPROM方法。使用燒寫器，將數(shù)據(jù)寫入串行EEPROM，參照PCI9052的DataSheet來寫入恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)。需要注意的是，對(duì)于ISA模式，LRESET引腳必須始終為高電平，并確認(rèn)MODE引腳置為0，處于非復(fù)用模式。 方法二：熱配置方法。從PCI總線通過PCI9052芯片來燒寫串行EEPROM。該方法需要注意的是，LRESET引腳的極性在ISA模式時(shí)由低變?yōu)楦?，并確認(rèn)MODE引腳置為低。 當(dāng)為ISA接口模式配置時(shí)必須注意以下幾點(diǎn)：（1）存取ISA接口引腳時(shí)要參照PCI9052引腳的C/ISA模式引腳圖來連線。（2）空間0分配給ISA接口的內(nèi)存存取。（3）空間1分配給ISA接口的I/O存取。（4）無論空間0的局部地址處于CS0#范圍還是空間1的局部地址處于CS1#范圍，ISA存取均有效。（5）標(biāo)準(zhǔn)的從周期可以使用空間2、空間3和串行EEPROM來存取。 2.2 DDC61580的主要特點(diǎn) DDC61580具有以下特點(diǎn)： ● 全兼容MIL-STD-1553接口 ● 靈活的處理器/內(nèi)存接口 ● 標(biāo)準(zhǔn)的4K%26;#215;16RAM ● 自動(dòng)BC重試 ● 可編程BC間隔時(shí)間 ● 靈活的RT數(shù)據(jù)緩沖區(qū) ● 可編程非法區(qū) ● 可選擇消息監(jiān)控 ● 支持同時(shí)RT/Monitor模式 下面將詳細(xì)介紹BC、RT以及MT模式的內(nèi)存組織，編程方法等。 2.3 BC模式操作 BC協(xié)議支持所有的MIL-STD-1553消息格式，通過編程BC控制字和命令字的T/R*位來確定消息格式。另外，BC控制字還允許選擇通道、自測(cè)試、重試、中斷以及狀態(tài)字掩碼等。BC模式內(nèi)存映射包含有8個(gè)固定的內(nèi)存位置，即堆棧指針A，B、消息計(jì)數(shù)器A，B、初始堆棧指針A，B和初始消息計(jì)數(shù)器A，B。在啟動(dòng)消息幀之前，必須首先初始化堆棧指針和消息計(jì)數(shù)器。特別應(yīng)注意的是，BC消息塊最大是38個(gè)字，比如對(duì)于RT->RT傳輸，它包含32個(gè)數(shù)據(jù)，1個(gè)控制字，2個(gè)命令字，1個(gè)LoopBack字和2個(gè)狀態(tài)字。 2.3.1 BC內(nèi)存管理 BC內(nèi)存管理如圖2所示。該圖說明了堆棧指針包含四個(gè)字的消息塊描述符，即塊狀態(tài)字，時(shí)間標(biāo)志字，消息間隔時(shí)間和消息塊地址。塊狀態(tài)字包括消息狀態(tài)、完成、有效性及總線通道；時(shí)間標(biāo)志字反映了當(dāng)前消息起始和結(jié)束時(shí)時(shí)間標(biāo)志寄存器的值，它可以編程為分辨率為2～64us/LSB（2的冪）；消息間隔時(shí)間指的是當(dāng)前消息的開始到下一條消息的開始之間的時(shí)間；消息塊地址提供了指向消息塊第一個(gè)字的指針。 2.3.2 BC編程 對(duì)于BC編程，首先要初始化相應(yīng)的寄存器以及堆棧指針、消息計(jì)數(shù)器；然后定義消息的控制字、命令字等；最后啟動(dòng)BC。需要注意的是BC控制字不會(huì)在1553總線上傳輸。BC的消息格式通過編程BC控制字的最低3位來控制。如表1所示。 BC消息幀可以通過查詢和中斷來進(jìn)行處理。如果采用查詢模式，那么可以查詢配置寄存器1、中斷狀態(tài)寄存器、堆棧指針和消息計(jì)數(shù)器寄存器。另外，每一條BC消息結(jié)束后堆棧指針加4，所以如果要讀取RT-To-BC的消息，我們應(yīng)該首先從堆棧指針A中讀取當(dāng)前消息的堆棧指針，然后減4后來分別讀出塊狀態(tài)字、時(shí)間標(biāo)志字、消息時(shí)間間隔和上一條消息的塊地址，最后從此塊地址讀出接收到的數(shù)據(jù)。在嵌入式系統(tǒng)軟件處理中，我們應(yīng)盡量采用中斷方式。 表1 MIL-STD-1553消息格式 BIT2(MODE CODE) BIT1(BROADCAST) BIT0(RT-TO-RT) Message Format 0 0 0 BC-To-RT(if T/R*=0) or RT-To-BC(if T/R*=1) 0 0 1 RT-To-RT 0 1 0 Broadcast 0 1 1 RT-To-RTs(Broadcast) 1 0 0 Mode Code 1 0 1 Not Used 1 1 0 Broadcast Mode Code 1 1 1 Not Used 
2.4 RT模式操作 RT，即遠(yuǎn)程終端，它包含了所有MIL-STD-1553的格式，雙冗余模式編碼，內(nèi)部命令非法，內(nèi)部格式化的BIT字和錯(cuò)誤檢測(cè)。RT的反映時(shí)間大約為4.8us。RT內(nèi)存管理包含單消息模式，循環(huán)緩沖區(qū)模式（支持批量數(shù)據(jù)傳輸）和雙緩沖區(qū)模式。通過使用雙緩沖區(qū)，主機(jī)處理器很容易訪問最近接收到有效數(shù)據(jù)塊。對(duì)于發(fā)送、接收或廣播子地址，數(shù)據(jù)塊存儲(chǔ)緩沖區(qū)可以采用單緩沖、雙緩沖（兩個(gè)交替的數(shù)據(jù)塊）和循環(huán)緩沖區(qū)（可編程大小為128到8192個(gè)字）。在增強(qiáng)模式下，ACE提供RT子地址雙緩沖區(qū)，RT子地址雙緩沖區(qū)模式給指定的子地址分配了兩個(gè)32字?jǐn)?shù)據(jù)緩沖區(qū)，接收到的數(shù)據(jù)交替的存儲(chǔ)在這兩個(gè)緩沖區(qū)中。 2.4.1 RT內(nèi)存管理 RT內(nèi)存管理包含單消息模式，循環(huán)緩沖區(qū)模式（支持批量數(shù)據(jù)傳輸）和雙緩沖區(qū)模式。在此主要介紹循環(huán)緩沖區(qū)模式，如圖3所示。這意味著在我們?cè)O(shè)置發(fā)送、接收或廣播的初始地址后，數(shù)據(jù)塊地址從此地址開始到所設(shè)置的最大長(zhǎng)度（如1024字）進(jìn)行環(huán)繞。這在大批量數(shù)據(jù)傳輸中非常有效，它可以減輕處理器的負(fù)荷，我們?cè)谔幚頃r(shí)可以設(shè)置循環(huán)緩沖區(qū)Rollover中斷來一次性讀取數(shù)據(jù)。 
2.4.2 RT子地址控制字 在增強(qiáng)RT內(nèi)存管理方式下，32個(gè)子地址控制字控制了各自的內(nèi)存管理和中斷。對(duì)于每一個(gè)子地址控制字，發(fā)送、接收和廣播各5位控制內(nèi)存大小及中斷，第15位用來控制使能子地址雙緩沖區(qū)。子地址控制字位如表2所示。 表2 子地址控制字位 15 RX: DOUBLE BUFFER ENABLE 14 TX: EOM INT 13 TX: CIRC BUF INT 12 TX: MEMORY MANAGEMENT 2 (MM2) 11 TX: MEMORY MANAGEMENT 1 (MM1) 10 TX: MEMORY MANAGEMENT 0 (MM0) 9 RX: EOM INT 8 RX: CIRC BUF INT 7 RX: MEMORY MANAGEMENT 2 (MM2) 6 RX: MEMORY MANAGEMENT 1 (MM1) 5 RX: MEMORY MANAGEMENT 0 (MM0) 4 BCST: EOM INT 3 BCST: CIRC BUF INT 2 BCST: MEMORY MANAGEMENT 2 (MM2) 1 BCST: MEMORY MANAGEMENT 1 (MM1) 0 BCST: MEMORY MANAGEMENT 0 (MM0) 注意，對(duì)于發(fā)送子地址，我們可以選擇使用單緩沖或循環(huán)緩沖內(nèi)存方式，而雙緩沖模式則不用于發(fā)送子地址。 2.4.3 RT編程 對(duì)于RT編程，首先初始化相應(yīng)的寄存器；然后設(shè)置非法區(qū)、初始化相應(yīng)子地址的查詢表及子地址控制字；最后設(shè)置配置寄存器1使設(shè)備處于RT模式。此后該設(shè)備就處于在線，只要BC發(fā)送一條消息命令與該設(shè)備相關(guān)，那么該設(shè)備就會(huì)做出反映。處理RT消息時(shí)，這里也有四個(gè)字的塊描述符，即塊狀態(tài)字、時(shí)間標(biāo)志字、數(shù)據(jù)塊起始地址指針和接收到的16位命令字。與BC模式一樣，要讀取接收到的消息，我們應(yīng)該首先從堆棧指針A中讀取當(dāng)前消息的堆棧指針，然后減4后來分別讀出塊狀態(tài)字、時(shí)間標(biāo)志字、上一條消息的塊地址和命令字（該命令字中包含數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、RT地址、子地址以及是發(fā)送或接收標(biāo)志）；最后根據(jù)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度從此塊地址讀出接收到的數(shù)據(jù)。 2.5 MT模式操作 MT，即監(jiān)控模式，它包含三種不同的總線監(jiān)控模式：（1）字監(jiān)控；（2）可選擇的消息監(jiān)控；（3）組合的RT/可選擇的消息監(jiān)控模式。本文主要介紹可選擇的消息監(jiān)控方式。消息監(jiān)控包含一個(gè)命令堆棧和一個(gè)數(shù)據(jù)堆棧，它們位于RAM中固定的位置。 2.5.1 消息監(jiān)控格式 在數(shù)據(jù)堆棧中的消息格式取決于要處理的消息類型。BC-To-RT命令傳輸會(huì)把命令字存儲(chǔ)在監(jiān)控命令字堆棧中，數(shù)據(jù)跟隨在接收到的RT狀態(tài)字后面一起存儲(chǔ)在監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)堆棧中。注意，讀取到的監(jiān)控消息需要：塊狀態(tài)字（用來決定消息是否是RT-To-RT傳輸），命令字（用來決定消息格式和字?jǐn)?shù)，如發(fā)送、接收、模式編碼、廣播等），數(shù)據(jù)指針。 2.5.2 MT編程 對(duì)于MT編程，首先初始化相應(yīng)寄存器及配置寄存器1來使該設(shè)備處于MT模式；然后初始化監(jiān)控命令堆棧指針和數(shù)據(jù)堆棧指針，初始化可選擇的監(jiān)控查詢表；最后啟動(dòng)MT。中斷處理時(shí)，首先讀取中斷狀態(tài)寄存器，判斷是否是EOM中斷；其次從命令字堆棧所初始化的堆棧地址開始讀取塊狀態(tài)字、時(shí)間標(biāo)志字、數(shù)據(jù)指針及命令字；最后從數(shù)據(jù)指針?biāo)傅牡刂分凶x取狀態(tài)字和數(shù)據(jù)。注意，此后堆棧指針應(yīng)該加4，一直到1K環(huán)繞。 3 軟件部分 該軟件部分主要工作在VxWorks嵌入式操作系統(tǒng)中，軟件的任務(wù)首先是通過PCI總線查找PCI9052的存在與否，然后獲取IO、內(nèi)存以及中斷資源以供驅(qū)動(dòng)程序使用。軟件的主要任務(wù)就是初始化DDC61580相關(guān)寄存器以及內(nèi)存，并使之工作于其中一種模式（BC、RT或MT）。比如下面一段程序就是使DDC61580工作于RT模式。 //Start RT Test for(i=0;i<256;i++) _acMemWrite(STACK_A + i ,0x0000); _acMemWrite(STACK_POINTER_A ,0x0000); //Initialize Stack //Initialize lookup for(i=0;i<128;i++) _acMemWrite((LOOKUP_A + i) ,0xffff); for(i=0;i<32;i++) _acMemWrite((0x400 + i) ,0xffff); _acMemWrite(0x162 ,0x0260); //sa2,transmit _acMemWrite(0x1a2 ,0x8000); //sa2 _acMemWrite(0x143 ,0x0400); //sa3,receive _acMemWrite(0x1a3 ,0x0260); //sa3,single message,EOM interrupt enabled for(i=0;i<32;i++) _acMemWrite((0x3c0 +i) ,0x0000); //sa2 for(i=0;i<32;i++) _acMemWrite((0x400 + i) ,i); _acRegWrite(REG_CFG1_RW,0x8f80); //0x8f80 4 CPLD邏輯部分 在該系統(tǒng)中，PCI9052采用的是ISA模式。對(duì)于ISA模式，首先必須確保硬件按照Datasheet上所說的進(jìn)行配置，其次是EPROM內(nèi)容的編寫。EPROM內(nèi)容最重要的就是LAS0RR、LAS1RR、LAS0BA、LAS1BA、CS0BASE和CS1BASE。它們分別對(duì)應(yīng)于Local Configuration Registers偏移值為00h、04h、14h和18h。LAS0RR定義了內(nèi)存地址空間大小，如0x1fff，那么它的值應(yīng)為0xFFFE000；LAS1RR定義了IO地址空間大小，如0x3f，那么它的值應(yīng)為0xFFFFFC1；LAS0BA為內(nèi)存地址的基地址，也就是訪問外部設(shè)備用的基地址，如0xD0001，表示外部設(shè)備內(nèi)存基地址為0xD0000；LAS1BA為IO地址的基地址，也就是訪問外部設(shè)備用的IO基地址，如0x201，表示外部設(shè)備內(nèi)存基地址為0x200。CS0BASE和CS1BASE根據(jù)基地址和地址范圍來定義。具體請(qǐng)參考PCI9052數(shù)據(jù)手冊(cè)。 要訪問外部設(shè)備（如基地址為0x200），PCI9052與外部設(shè)備之間就必須有相應(yīng)的邏輯控制以使能夠訪問到外部設(shè)備。在PC機(jī)端只需要訪問PCI配置寄存器讀取的局部地址空間0、1即可。因?yàn)镮SA－>PCI之間的轉(zhuǎn)換是PCI9052自動(dòng)完成的。對(duì)于DDC61580，需要控制的信號(hào)有：/SELECT、/STRBD、MEM//REG、RD//WR、/MSTCLR、/READY；而對(duì)于PCI9052則需要/MEMRD、/MEMWR、/IORD、/IOWR、LRESET、CHRDY以及需要的地址信號(hào)，至于所需要的地址信號(hào)，我們可以和ISA總線進(jìn)行地址譯碼一樣。 懂得了上述PCI9052和DDC61580之間的邏輯關(guān)系，要表達(dá)出來就很容易了。具體的代碼在此就不寫了。 5 注意 在硬件設(shè)計(jì)上，必須嚴(yán)格按照DDC61580和PCI9052說明書上進(jìn)行相關(guān)引腳的處理。比如對(duì)于DDC61580工作有幾種模式，必須正確設(shè)置；而PCI9052 EEPROM內(nèi)容的編寫也一定要正確。
linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解（linux不再難懂）
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