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文檔簡(jiǎn)介
基于DSP的PCI總線CAN適配器設(shè)計(jì)1引言CAN總線是一種開(kāi)放式、數(shù)字化、多點(diǎn)通信的串行總線,是一種具有較高性?xún)r(jià)比、能滿足分布式控制要求的現(xiàn)場(chǎng)總線,在控制領(lǐng)域得到廣泛采用。CAN的速率可達(dá)到1Mb/s/40M,最大傳輸距離可達(dá)10km/5kb/s。為了擴(kuò)展CAN總線的監(jiān)控、管理功能,需要一種實(shí)時(shí)、可靠的CAN總線PC適配器,實(shí)現(xiàn)對(duì)CAN總線****、控制和操作。本文利用TMS320LF2407芯片自帶CAN模塊,設(shè)計(jì)成CAN的一個(gè)特殊節(jié)點(diǎn)。使其即能通過(guò)PCI接口同PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,又能獨(dú)立與PC機(jī)自主運(yùn)行。2適配器的硬件設(shè)計(jì)2.1CAN接口實(shí)現(xiàn)以往CAN總線適配器多數(shù)采用Intel82527、Philips公司的SJA100等芯片來(lái)完成CAN通信控制。本文利用TMS320LF2407內(nèi)嵌的CAN模塊作為CAN通訊控制器,該模塊是一個(gè)16位的外設(shè)模塊。他完全支持CAN2.0B協(xié)議,可工作在標(biāo)準(zhǔn)模式和擴(kuò)展模式,支持?jǐn)?shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀,數(shù)據(jù)收發(fā)采用郵箱方式;有可編程位定時(shí)器,可對(duì)中斷配置編程,可編程實(shí)現(xiàn)總線喚醒功能;能自動(dòng)回復(fù)遠(yuǎn)程請(qǐng)求,有完備的錯(cuò)誤診斷功能;可進(jìn)行自測(cè)試,有自動(dòng)收發(fā)功能。PCA82C250是驅(qū)動(dòng)CAN控制器和物理總線間的接口芯片,與DSP2407的CAN模塊相連,完成DSP對(duì)CAN總線的差動(dòng)發(fā)送和接收功能。2.2PCI接口實(shí)現(xiàn)采用H.X公司的PCI9052實(shí)現(xiàn)PCI總線接口功能,PCI9052可與多種局部總線相連接,并且可支持相對(duì)慢的局部總線,在PCI總線上達(dá)到突發(fā)傳輸速率132m/s。PCI9052擁有讀寫(xiě)FIFO,32位的字寬,33M的PCI總線時(shí)鐘頻率。主要功能與特性如下:(1)符合PCI2.1規(guī)范的目標(biāo),接口芯片支持低成本從屬適配器;(2)支持非復(fù)用或多路復(fù)用8位、16位、32位局部總線;(3)串行E2PROM用于裝載配置信息;(4)具有5個(gè)局部地址空間和4個(gè)局部地址空間的片選信號(hào);(5)支持局域總線與PCI時(shí)鐘的異步運(yùn)行。2.3總體設(shè)計(jì)思想適配器采用存儲(chǔ)器共享的方式實(shí)現(xiàn)DSP與PC的數(shù)據(jù)交換。其中共享存儲(chǔ)器選用集成雙口RAMIDT7130。IDT7130容量為1kb,其左口連接DSP2407,右口連接PCI9052,使用存儲(chǔ)器尋址方式。同時(shí),對(duì)IDT71302個(gè)端口的仲裁采用的是中斷線的方式。片上的DSP和PC機(jī)通過(guò)互發(fā)中斷來(lái)讀取IDT7130的數(shù)據(jù)。這樣使IDT7130成為上位機(jī)和DSP的數(shù)據(jù)交換中介,DSP能夠?qū)崟r(shí)處理從上位機(jī)傳來(lái)的命令和數(shù)據(jù),同時(shí)把各個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)的信息傳給上位機(jī)。利用一塊串行E2PROM(93CA6B)存放適配器的PCI配置信息。上電后訪問(wèn)93C46B,實(shí)現(xiàn)本適配器的自動(dòng)配置。Altera公司的EPM7064S完成地址譯碼和邏輯控制。適配器原理圖如圖1所示:
2.4電源、地及噪聲的處理在本設(shè)計(jì)中對(duì)電源的處理首先將模擬部分的電源和數(shù)字電路部分的電源進(jìn)行隔離,即分別供電。模擬電路部分的5V電源分別取自PCI總線上的12V電源,經(jīng)線性穩(wěn)壓后,再經(jīng)去耦、濾波后引至專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的模擬電源平面。數(shù)字部分的5V電源直接取自PCI總線上的5V電源。數(shù)字部分的3.3V電源亦取自PCI總線上的5V電源,經(jīng)穩(wěn)壓后得到。在PCB的層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也充分考慮到盡可能地保留完整、大而積的電源平面層。適配器的“地”事實(shí)上分為模擬地和數(shù)字地2部分。這2部分最終在電源平面入口處相連。使得模擬地相對(duì)干凈。從而減少疊加到信號(hào)上的噪聲,有利于提高信噪比。3適配器的硬件設(shè)計(jì)適配器的硬件設(shè)計(jì)主要包括2部分:PCI適配器驅(qū)動(dòng)軟件部分和DSP數(shù)據(jù)采集處理軟件部分。3.1PCI適配器驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)由于PCI設(shè)備的中斷,1/0端口、映射內(nèi)存等資源都是動(dòng)態(tài)分配的,必須編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序管理硬件,才能供用戶編程使用。考慮到適配器的通用性和兼容性,驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)采用支持WindowsXP,Windows2000,Windows98的WDM驅(qū)動(dòng)程序。開(kāi)發(fā)工具采用VisualC++6.0。WDM(WindowsDriverModel)是NT4.0內(nèi)核模式設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序模型的擴(kuò)展形式,5結(jié)語(yǔ)本文設(shè)計(jì)的CAN總線適配器實(shí)用性強(qiáng),并具有良好的可擴(kuò)展性。在WIN2000系統(tǒng)下經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行測(cè)試,運(yùn)行穩(wěn)定可靠。他可以適
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