【導(dǎo)讀】在冶金行業(yè)中,很多控制信息的傳遞都是在總線的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,通過總線能夠?qū)崿F(xiàn)對各個生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)的實(shí)時監(jiān)控,總線技術(shù)隨處可見,其中VME計(jì)算機(jī)因其支持多個CPU,64位的尋址和數(shù)據(jù)傳輸能力,IEC 297 歐卡標(biāo)準(zhǔn),機(jī)械性能可靠和穩(wěn)定,并具有可靠的接插件,帶電熱插拔,多廠商支持等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。這里介紹一個用雙口RAM實(shí)現(xiàn)變頻器和VME通訊的實(shí)際例子。
1、總體結(jié)構(gòu)
如圖所示,整個通訊由三部分組成:DSP,VME雙口RAM。
圖1:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
1.1 DSP部分
這部分是整個電機(jī)控制系統(tǒng)的核心。DSP主要被用來產(chǎn)生控制電機(jī)的PWM脈沖,本項(xiàng)目使用的芯片是德州儀器的TMS320LF2407A芯片,它內(nèi)部有兩個事件管理器,可以最多生成12路脈沖信號;集成了高性能的10位ADC、SCI、SPI、CAN等模塊,真正實(shí)現(xiàn)了單芯片控制,性能穩(wěn)定,功能強(qiáng)大。
1.2 VME總線
VME總線,Motorola公司1981年推出的32位工業(yè)開放標(biāo)準(zhǔn)總線,主要應(yīng)用于工業(yè)控制現(xiàn)場,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速采集,總線上設(shè)備之間的實(shí)時通訊等。 VME總線的插板一般有兩種尺寸,一種是3U高度的帶一個總線接口J1,另一種是6U高度的帶2個總線接口J1、J2。一般每塊VME總線的插板上的接口 J1、J2都有96針,每一個接口都是3排,按A、B、C排列,每排32針,J1一般用于直接與VME總線相連,J2的中間列用于擴(kuò)展地址總線或數(shù)據(jù)總線,另外兩列可由用戶定義及I/O、磁盤驅(qū)動及其他外設(shè)等。
1.3 雙口RAM
雙口RAM具有兩套完全獨(dú)立的數(shù)據(jù)線、地址線、讀/寫控制線,允許兩個CPU對雙端口存儲器的同一單元進(jìn)行同時存取;具有兩套完全獨(dú)立的中斷邏輯來實(shí)現(xiàn)兩個CPU之間的握手控制信號;具有兩套獨(dú)立的“忙”邏輯,保證兩個CPU同時對同一單元進(jìn)行讀/寫操作的正確性;兼容性強(qiáng),讀/寫時序與普通單端口存儲器完全一樣,存取速度完全滿足各種CPU的要求。這些特點(diǎn)使得雙口RAM能夠勝任一些要求高速度,實(shí)時通訊的場合。 雙口RAM有兩套相互獨(dú)立的存儲電路,兩者通過控制仲裁電路相互連接。以IDT7024為例,該芯片是4K*16的靜態(tài)存儲器,典型功耗750mW,最大存取時間有15/17/20/25/35/55ns,可采用中斷、忙邏輯、旗語三種方式來協(xié)調(diào)信息交換的雙方。
2、硬件組成
2.1 DSP部分
使用TMS320LF2407A芯片,為了和雙口RAM 連接,應(yīng)將DSP的16位數(shù)據(jù)線和12位地址線引出,另外還有控制信號線:DS、R/W。
2.2 VME總線
這里使用VMIC公司的標(biāo)準(zhǔn)6U機(jī)箱,含J1,J2兩個總線接口,只使用J1進(jìn)行通訊。
2.3 雙口RAM
雙口RAM有兩套相互獨(dú)立的地址和數(shù)據(jù)線,將它們分別和DSP、VME總線的地址和數(shù)據(jù)線相連,并把J1和DSP的控制信號線連到GAL上面,對雙口 RAM進(jìn)行邏輯控制,如下圖所示: 3 通訊流程 這里我們把VME作為主設(shè)備,DSP作為從設(shè)備,DSP的讀寫操作都受到VME的控制。需要注意的是,對同一個地址不能同時寫或者一邊寫一邊讀,防止產(chǎn)生寫入和讀取錯誤的數(shù)據(jù),以下分別是讀寫通訊的流程圖:
圖2:流程圖
如果VME向雙口RAM中“寫入”數(shù)據(jù),首先需要判斷寫入數(shù)據(jù)的區(qū)域有沒有正在被DSP端“讀”或者“寫”,可以通過“旗語標(biāo)志位”進(jìn)行判斷,判斷DSP 并沒有對該區(qū)域進(jìn)行操作的時候,VME獲得該區(qū)域的控制權(quán),并置“旗語標(biāo)志位”。寫完數(shù)據(jù),VME向DSP端的中斷標(biāo)志位寫入數(shù)據(jù),這樣,雙口RAM便會產(chǎn)生DSP中斷信號,提示DSP讀取數(shù)據(jù)。
圖3:電路圖
如果VME從雙口RAM中“讀”數(shù)據(jù),首先需要判斷讀數(shù)據(jù)的區(qū)域有沒有正在被DSP端“寫”,可以通過“旗語標(biāo)志位”進(jìn)行判斷,判斷DSP并沒有對該區(qū)域進(jìn)行操作的時候,VME就可以從該區(qū)域讀取數(shù)據(jù)。
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