TMS320F2812與ARINC429數(shù)據(jù)總線之間的通信設(shè)計(jì)[圖]
2.1 TMS320F2812
在整個(gè)系統(tǒng)中,TI公司的DSP芯片是整個(gè)接口系統(tǒng)的核心,采用TMS320F2812,主要用來控制各個(gè)部分協(xié)調(diào)工作,完成對(duì)接收/發(fā)送數(shù)據(jù)的處理和與CPLD配合產(chǎn)生收發(fā)模塊所需要的控制信號(hào)。作為TI公司首推的TMS320F2812具有很高的性價(jià)比,廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制,特別是應(yīng)用于處理速度、處理精度等方面要求較高的領(lǐng)域,在電子控制領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用,推動(dòng)了電子信息化的進(jìn)程。由于TMS320F2812采用了先進(jìn)的改進(jìn)型哈佛結(jié)構(gòu),流水線技術(shù),指令執(zhí)行速度快,具有可高達(dá)150 MIPS的處理能力,完全能夠滿足ARINC429信號(hào)的處理。并且片內(nèi)具有128 k Flash存儲(chǔ)器,使得電路的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單。
2.2 HS-3282簡(jiǎn)介
HS-3282是美國Harris公司生產(chǎn)的專門面對(duì)ARINC429總線的一種高性能CMOS總線接口芯片,能滿足ARINCA29協(xié)議的譯碼、時(shí)分復(fù)用、串行數(shù)據(jù)協(xié)議等標(biāo)準(zhǔn)的要求。當(dāng)它與驅(qū)動(dòng)芯片HS-3182配合使用時(shí),能正確收發(fā)ARINCA29規(guī)范數(shù)據(jù),且抗干擾性能好。因而采用其來設(shè)計(jì)ARIN-C429總線接口電路既簡(jiǎn)單、有效,又能保證可靠性。
HS-3282包含兩路接收器和一路發(fā)送器,接收器和發(fā)送器分別獨(dú)立工作。兩個(gè)分別獨(dú)立的接收器直接與ARINC429總線相連,并以十倍于接收數(shù)據(jù)速率的頻率工作,發(fā)送器的數(shù)據(jù)速率可以與接收器速率相同或不同。盡管兩個(gè)接收器工作在同一個(gè)頻率下,但是它們獨(dú)立工作并異步接收串行數(shù)據(jù)。ARINC總線接口芯片發(fā)送器主要包括FIFO存儲(chǔ)器和時(shí)鐘電路。FIFO存儲(chǔ)器能夠?yàn)榘l(fā)送器連續(xù)保存8個(gè)ARlNC數(shù)據(jù)。時(shí)鐘電路用來正確分隔每個(gè)ARINC數(shù)據(jù)字以滿足ARINC429規(guī)范。盡管ARINC429規(guī)范指定為包含校驗(yàn)位的32位字,通過編程,HS-3282的數(shù)據(jù)字長度也可以為25位。HS-3282接收器是將串行429數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為2個(gè)并行的16位數(shù)據(jù),而發(fā)送器則是將2個(gè)并行的16位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為串行429數(shù)據(jù)。
2.3 ARINC數(shù)據(jù)收發(fā)模塊
該模塊主要完成ARINC429數(shù)據(jù)的接收、發(fā)送和速率轉(zhuǎn)換等功能,利用1片高性能的ARINC429數(shù)據(jù)收發(fā)芯片HS-3282和1片ARINC429數(shù)據(jù)發(fā)送驅(qū)動(dòng)芯片HS-3182完成一路接收和一路發(fā)送通道,由它們完成數(shù)據(jù)緩存,串/并、并/串轉(zhuǎn)換和系統(tǒng)內(nèi)部邏輯信號(hào)與ARINC429差分信號(hào)的轉(zhuǎn)換。
HS-3182為正式差分輸出,用來把要發(fā)送的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榉螦RINC429傳輸規(guī)范的電平,與驅(qū)動(dòng)芯片HS-3182相連的電容用來改善輸出數(shù)據(jù)的上升沿和下降沿,這里對(duì)于不同的數(shù)據(jù)傳輸速率選擇不同的電容,75 pF電容對(duì)應(yīng)ARINC429總線高速工作狀態(tài),300 pF電容對(duì)應(yīng)低速作狀態(tài),這兩個(gè)電容極其重要,為了提高穩(wěn)定性、降低干擾,最好采用軍品電容。
數(shù)據(jù)發(fā)送單元主要完成把并行的信息轉(zhuǎn)化為串行信息,再把串行信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡p極性歸零碼,發(fā)送至ARINC429總線。數(shù)據(jù)接收單元主要把ARINC429總線上來的雙極性歸零串行信息轉(zhuǎn)變?yōu)橐话愕拇行畔?,再?jīng)過移位寄存器轉(zhuǎn)換為并行信息。ARINC429數(shù)據(jù)發(fā)送/接收單元的原理圖如圖2所示。
HS-3282中D/R1接F2812的外部中斷,使429數(shù)據(jù)接收為中斷接收;CWSTR、ENTX、TX/R、MR等經(jīng)電平轉(zhuǎn)換連接到F2812的I/O口;429DI(A)和429DI(B)直接連接429總線,接收來自429總線的數(shù)據(jù);429D0及/429D0和HS-3182的DATA(A)、DATA(B)連接,將HS-3282發(fā)送器的數(shù)據(jù)經(jīng)HS-3182驅(qū)動(dòng)后發(fā)送至429總線。
2.4 CPLD邏輯控制
對(duì)于F2812,每個(gè)區(qū)域的讀、寫操作時(shí)序都可以單獨(dú)配置,且每個(gè)區(qū)域都有片選信號(hào),當(dāng)片選信號(hào)被置低(置0),那么當(dāng)前用戶將訪問相應(yīng)的存儲(chǔ)空間(讀、寫操作)。在本系統(tǒng)中,選用Zone0空間,Zone0占用的外部總線地址為0x2000~0x3FFF,當(dāng)XA[13]為高電平,XA[14]為低電平時(shí)選擇ZoneO空間,Zone0片選使能邏輯如圖3所示。
評(píng)論