現場總線是一種開放式、數字化、多點通信的控制系統局域網絡,是當今自動化領域中最具有應用前景的技術之一。CAN總線是現場總線中的應用熱點,CAN總線支持分布式控制和適時控制的串行通信網絡。由于CAN總線具有通信速率高、開放性好、報文短、糾錯能力強以及控制簡單、擴展能力強、系統成本低等特點,越來越受到人們的關注。基于CAN總線的CAN控制器具有完成CAN總線通信協議所要求的全部必要功能,因此CAN總線控制器與其它微處理器的接口成為設計CAN總線系統的首要工作。當前已有一些微處理器將CAN控制器嵌入到系統之中,成為在片的微處理器,例如P8XC592(其內核即為80C51的CPU),MCS96系列中的87C196CA、87C196CB等,TMS320系列中的在片CAN微控制器TMS320F2407、TMS320F2810/F2812,但是仍有大量人們比較熟悉的微處理器并不帶有CAN控制器。本文討論這些微處理器與CAN控制器的接口問題,重點介紹CAN控制器與TMS320系列DSP的接口方法和接口電路。
1.CAN控制器的接口信號和時序
CAN控制器(以PCX82C200或SJA1000為例)提供的微處理器的接口信號主要有AD0~AD7共8根地址數據線和ALE、CS、RD、WR、RST、MODE、RESET和INT,控制器的數據和地址是分時復用線,其中MODE為接口方式選擇信號,可選用INTEL方式或MOTOROLA方式。不同方式下引腳定義如表1,接口時序圖略(詳見《電子技術應用》2002.11)。 2.DSP的接口信號和時序 DSP芯片以TI公司生產的TMS320系列產品為國內的主流產品,TMS320系列產品至今已經歷了若干代,有'C1X、'C2X、'C2XX、'C5X、'C54X、'C62X等定點DSP,有'C3X、'C4X、'C67X等浮點DSP和'C8X多處理器DSP。DSP采用了先進的哈佛結構,內部采用多總線結構和流水線的工作方式,從而大大地提高了系統的運行速度和數字信號的處理能力,DSP的指令執行時間在ns數量級,內部程序和數據存儲器目前已達幾十K字,并帶有內部的硬件乘法器,這些都為DSP提供了廣闊的應用空間。 DSP芯片的片外引腳一般采用地址線和數據線分離的設計方法,不再使用地址數據分時復用線,也沒有ALE地址有效信號,這樣就給CAN控制器與DSP的接口帶來一定困難,且不同的DSP芯片外部引腳和時序也略有區別。要設計CAN控制器與DSP的接口,首先必須討論一下DSP的時序,下面以DSP中較流行的TMS320LF2407和TMS320VC5402為例進行討論。 2.1TMS320LF2407DSP的I/O時序DSP的存儲器分為三個空間:程序存儲器空間、數據存儲器空間和I/O空間。I/O空間有專用的的輸入指令PORTR和輸出指令PORTW以及專用的I/O空間選擇信號IS,TMS320LF2407的I/O信號與存儲器操作信號復用,它們是存儲器和I/O信號與存儲器操作信號復用,它們是存儲器和I/O設備選通信號STBR、寫選通信號WR、讀選通信號RD和讀寫信號R/W,TMS320LF2407的I/O時序圖略(詳見《電子技術應用》2002.11)。 2.2TMS320VC5402DSP的I/O時序TMS320VC5402與TMS320LF2407一樣,用IS作為I/O空間選擇信號,不同的地方是I/O空間有專用的I/O設備選通信號IOSTRB和通用的讀寫信號R/W,而不設讀選通信號RD和寫選通信號WR,其時序圖略(詳見《電子技術應用》2002.11)。 2.3DSP的I/O時序分析I/O的輸入或輸出工作周期內完成,在此期間,IS信號和地址總線一直保持有效。對于
引腳符號INTEL(MODE=Vdd)MOTOROLA(MODE=Vss)ALEALEASRDRDEWRWRRD/WR
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