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双端口RAM及其在CAN总线适配卡中的实现
更新时间:2020-01-18 发布:www.qdzsgj.com

沈阳农业年夜学信息与电气工程学院(110016)胡博杨萍[摘要]针对CAN总线要实现高速数据交换的要求,要实现了PC机与CAN总线之间的数据传送,双端口RAM就要在PC机和适配卡之间建立双向的数据交换通道。本文主要介绍双端口RAM的特点、功能及硬件判优工作方式在CAN总线适配卡中的运用。[关头词]双端口RAM硬件判优方式CAN适配卡现代化生产促使现代控制理论的成长,自动控制技术已从单变量控制到多变量控制,从局部的自动调理到全局的最优控制。自然一个控制系统应具有高度的靠得住性和灵活性是它存在的需要条件。可是由于单个处置器运算能力的限制,在许多工业控制领域内需要多个处置器并行完成。这样,多个处置器之间的数据交换和资本同享就成为我们关心的问题。1、双端口RAM的功能及工作原理双端口RAM芯片IDT7132是CMOS静态RAM,存储容量为2K字节,它有左、右两套完全不异的I/O口,即两套数据总线D0—D7,两套地址总线A0—A10,两套控制总线/CE、R/W、/OE、/BUSY,并有一套竞争仲裁电路。IDT7132的2K字节存储器可以经由过程左右双方的任一组I/O口进行全异步的存储器读写操作。双端口RAM框图如图1所示。对于单个的微处置器而言,双端口RAM同普通的RAM没有什么较着的区分,只有多个微处置器对统一地址进行工作时,才会泛起竞争。对于问题的解决,双端口RAM提供的硬件判优工作方式。2、硬件判优方式在双端口RAM的两套控制线中,各有一个BUSY引脚,当微处置器1对该RAM的地址进行读/写时,双端口RAM会将这一真个BUSY引脚置高(BUSY为忙旌旗灯号,该端为高时,允许对RAM读/写操作,低电平,RAM处于忙状态,读/写操作无效),而将另外一端BUSY引脚置低;同时,当另外一真个微处置器也要对RAM进行读/写操作时,它会检测自己真个BUSY旌旗灯号,若是为低则不能读取,而要期待一个时钟周期在检测BUSY旌旗灯号,直到高电平才进行存储操作。这就是用忙旌旗灯号/BUSY来指示竞争仲裁成效。同时竞争仲裁电路用于判定双口地址匹配或片选使能旌旗灯号匹配时差最小达5ns以上的竞争输赢。双端口竞争仲裁表见表1表1IDT7132双口竞争仲裁表左口右口/BUSY标志功能说明/CELA0—A10/CERA0—A10/BUSYL/BUSYRXXXXHH无竞争LLV5RLLV5RHL左口胜左右口
的/CE同
时有用时LRV5RLRV5RLH右口胜LSAMELSAMEHL判定完成LSAMELSAMELH判定完成LL5R同右地址LL5R同左地址HL左口胜左右口
的地址
同时有
效时RL5L同右地址RL5L同左地址LH右口胜LW5R同右地址LW5R同左地址HL判定完成LW5R同右地址LW5R同左地址LH判定完成注:LV5R:左地址比右地址先有用5ns以上。RV5R:右地址比左地址先有用5ns以上。SAME:左右地址有用时间差在5ns之内。LL5R:左片选旌旗灯号比右片选旌旗灯号先有用5ns以上。RL5L:右片选旌旗灯号比左片选旌旗灯号先有用5ns以上。LW5R:左右片选旌旗灯号有用时间差在5ns之内。判断完成:若是左、右地址或片选旌旗灯号有用时间差在5ns之内,那末/BUSYL或/BUSYR变低,没法展望。3、双端口RAM功能在CAN总线适配卡中的实现
3.1CAN和CAN适配卡CAN(ControllerAreaNetwork)总线属于现场总线的范围。它适用于工业控制系统,具有通讯速度高、靠得住性强、毗连利便、性能价格比高等诸多特点。今朝CAN总线运用研究还在不竭深进,随着CAN总线尺度国际化和CAN总线运用范围的不竭扩年夜,CAN总线势必对我国测控领域发生重年夜的影响。CAN适配卡收集CAN总线上的各个节点的信息,再转发给PC机,并可将PC机的饬令和数据转发给各个节点,同时完成对CAN总线上的用户系统的部门监控和经管工作。本文将介绍一种双端口实现的CAN适配卡的接口设计。3.2端口RAM在CAN总线中的功能实现本系统设计的是要实现PC机和适配卡上的CPU之间建立起双向的数据交换通道,经由过程ISA总线实现单片机系统与主机之间的数据交换。双口RAM数据交换电路原理图如图2所示。在上图中双端口RAM两头毗连ISA总线和CAN总线(现实上毗连的智能节点包括89C51微处置器),双端口RAM就完成对ISA总线和CAN总线间的交换读写数据的仲裁方式。实现了适配卡与主机PC机的高速数据交换。PC机可以采用写主存储器的方式将数据直接写在适配卡的数据存储器中,在PC机不会见适配卡时可以读/写数据存储器的数据。这样,适配卡中的数据存储器就能被PC机和微控制器直接会见。当CAN总线上的智能节点接收到数据后向89C51申请中断,该CPU接受中断后将收集到数据放进双口RAM,并在用中断方式通知ISA总线获得输进数据,然后再发送到主机PC机中,再由PC机做出判断,完成一次数据交换。综上所述,双端口RAM在双向读/写设计中可以起到相当重要的作用。但要注重的是:在非竞争情况下(/BUSY=1),微处置器等对双口RAM读/写与其对SRAM的读/写完全不异;在竞争情况下(/BUSY=0),微处置器经由过程判断/BUSY为低电平,那末微处置器就要遏制对双口RAM的读/写操作,等到/BUSY为高电平,再进行读/写操作。这类方式不仅能避免读/写冲突,还能实现快速数据交换,同时也体现了双口RAM硬件判优方式的特点。称谢本次论文获得了张秀然教员的悉心指导和更正,在这里我暗示衷心的感谢。同时还离不开同届教员和同学的扶助,在此也暗示感谢。参考文献[1]饶运涛,邹继军,郑勇芸,现场总线CAN原理与运用技术[M]北京:北京航空航天年夜学出书社2003[2]谢剑英,双口RAM及其在CAN总线中的运用[A]//邬宽明现场总线技术运用选编[G]北京:北京航空航天年夜学出书社2003[3]满庆丰CAN总线的运用与成长《电子技术运用》1994年第四期[4]舒彦安萍CAN总线系统的实现《计较机运用研究》1998年第二期[5]刘正权SJA1000新特征的一些运用《电子技术》2000年第11期[6]邹继军饶运涛基于SJA1000的CAN总线系统的智能节点设计《单片机与嵌进式系统运用》2001年第12期[7]王毅峰李令奇SJA1000在数据收集与控制系统中的运用《微计较机信息》2001年第4期[8]张洁明毛淑华王健PC/104—CAN通讯控制经管器的设计与运用《微计较机信息》2000年第1期[9]周风余鲁守银李贻斌CAN总线系统智能节点的设计与实现《微计较机信息》1999年第六期作者简介姓名:胡博单元:2002级沈阳农业年夜学信息与电气工程学院研究生主修专业:农业电气化及自动化专业研究标的目的:控制理论与控制工程(2004-8-8发布)

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