7035C中7816與ESAM通信問題分析與規(guī)避

第頁c7035C中7816及EASM通信出錯的問題分析1、錯誤場景： 7035C中7816及ESAM互連，上電復(fù)位，ESAM初始化會發(fā)出13幀初始化數(shù)據(jù)，以其中一片ESAM芯片為例，這13幀數(shù)據(jù)正確的值為（16進制數(shù)據(jù)）：3B、69、00、00、43、01、01、00、00、00、06、93、B9，而7035C中的7816接收到的數(shù)據(jù)為：3B、69、00、E8、01、00、06、D2。數(shù)據(jù)丟失且出現(xiàn)錯誤。2、問題定位： 通過示波器抓取ESAM及7816通訊的信號的波形發(fā)現(xiàn)，ESAM發(fā)出的數(shù)據(jù)符合理論值，而且發(fā)現(xiàn)這13幀數(shù)據(jù)發(fā)送的規(guī)律是：ESAM除了發(fā)送3B和69之間有一定的間隔，發(fā)送其余的幀時，幀及幀之間沒有間隔，是連續(xù)發(fā)送的。ESAM發(fā)送初始幀的數(shù)據(jù)如圖1所示：圖1ESAM及7035C通信示波器波形示意圖由于篇幅限制，只畫出了前六幀。 對比實際發(fā)送的數(shù)據(jù)，分析7035C中7816接收到的數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)了接收錯誤的規(guī)律：第一幀3B和第二幀69接收正確，第三幀00丟失，第四幀00接收正確，第五幀43錯誤接收為E8，也就是說除了有發(fā)送間隔的第一幀和第二幀，后面無間隔連續(xù)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀接收丟失或者接收錯誤都是因為接收完前一幀后沒有及時的監(jiān)測到下一幀的起始位下降沿造成的。（設(shè)計中是通過下降沿來檢測起始位的） 69和3B之間不是無間隔連續(xù)發(fā)送，所以可以監(jiān)測到69幀的起始位下降沿，保證接收正確；而69和00之間是無間隔的，所以接收完69后錯過了第三幀00幀的起始位下降沿，而下一個下降沿則會是第四幀00的起始位下降沿，所以第四幀00接收正確，然后錯過第五幀43的起始位下降沿，下一個下降沿則是43幀中第二個下降沿，這樣就會把第二個下降沿處的低電平當(dāng)做起始位，后面的當(dāng)做數(shù)據(jù)位，所以43幀則被錯誤的接收為E8，而且恰巧錯誤的校驗位也完全匹配錯誤的數(shù)據(jù)，所以沒有出現(xiàn)錯誤響應(yīng)位。結(jié)合13幀數(shù)據(jù)的波形，錯誤的數(shù)據(jù)完全支持這種分析，所以我們定位到問題就是：在ESAM無間隔連續(xù)發(fā)送時，7035C會錯過后一幀數(shù)據(jù)的起始位下降沿，而把后一個下降沿處低電平當(dāng)做起始位。3、問題分析： 為什么會在連續(xù)接收時會錯過起始位的下降沿？在設(shè)計之初，7816通信是半雙工通信，所以在發(fā)送和一幀數(shù)據(jù)接收沒有完成的時候不能接收下一幀數(shù)據(jù)，也就是說不能監(jiān)測到下降沿也不會把它當(dāng)作起始位。 在硬件中我們設(shè)計了一個狀態(tài)信號rx_start，用來表示7816通信一幀的接收開始及完成，以ESAM初始幀中第二幀69及第三幀00連續(xù)接收為例，正常的情況如圖2所示：圖2、正常的連續(xù)接收示意圖 在圖2中可見，在rx_start為低時（表示未處于接收狀態(tài)），監(jiān)測到下降沿，rx_fall信號（表示下降沿監(jiān)測的信號）會拉高，一旦監(jiān)測到rx_fall拉高，則表示接收到起始位，一幀數(shù)據(jù)接收開始，rx_start則會拉高直到響應(yīng)位發(fā)送完畢后拉低。在rx_start拉高的狀態(tài)下，即便監(jiān)測到下降沿，rx_fall也不會拉高，直到rx_start為低。 從示波器中可知，ESAM發(fā)送的數(shù)據(jù)的長度為12ETU，1個起始位，8位數(shù)據(jù)，1位校驗位，再加2ETU的接收響應(yīng)的時間，總共12ETU。而在7035C中，在接收正確的情況下，無論響應(yīng)位長度配置為1、1.5、2ETU，接收數(shù)據(jù)加發(fā)送響應(yīng)位的時間總共為12ETU；在接收錯誤的情況下，接收幀的總長度為10ETU（1起始位+8數(shù)據(jù)+1校驗位）+0.5ETU高電平+配置長度的響應(yīng)位長度。 所以在接收正確的情況下，7035C接收端rx_start會拉高直到12ETU時間結(jié)束，理論上講及ESAM的12ETU時間剛好匹配，但是7816是異步通訊，7035C的波特率和ESAM的波特率不可能完美匹配，是有偏差的，所以當(dāng)7035C的波特率小于ESAM的波特率時，就會出現(xiàn)下面的情況，如圖3所示：圖3、錯誤情況示意圖 當(dāng)7035C的波特率略小于ESAM的波特率時，會讓rx_start拉高的時間略長于ESAM的12ETU時間，然而7035C是無間隔連續(xù)接收的，rx_start拉高時間的延長導(dǎo)致在下一幀的起始位下降沿處，rx_fall無法拉高，從而導(dǎo)致了錯過了下一幀起始位。然后在rx_start很快拉低后，會把下一個下降沿當(dāng)作起始位下降沿，從而開啟新一幀數(shù)據(jù)接收，這樣就產(chǎn)生了錯誤或丟幀。4、問題規(guī)避： 理論上講在發(fā)送正確的情況下，如果響應(yīng)位的長度是可以隨著配置的響應(yīng)位長度變化的話，則我們可以將7035C的響應(yīng)位長度配置為1ETU，這樣就可以避開雙方波特率有偏差不匹配的問題。但是在設(shè)計中我們是將接收正確的情況下，響應(yīng)位長度為做死為1.5ETU的。所以無法通過此辦法解決這個問題。 但是根據(jù)示波器中的波形，我們發(fā)現(xiàn)7035C及ESAM的偏差并不是非常大，我們考慮通過配置波特率配置寄存器略提高7035C的波特率來解決這個問題。經(jīng)過測試，在當(dāng)前7400bps波特率設(shè)置（7816波特率寄存器=0xFF46）時，推薦將7035C中波特率配置寄存器設(shè)置為0xFF49（此時最大采樣誤差為2%，ACK長度等于1時1個byte數(shù)據(jù)能在11.8ETU的時候完成并釋放總線）。 所以我們提出的規(guī)避方案就是：略提高7