嵌入式CAN总线控制器与DSP的接口

1、嵌入式can总线控制器与dsp的接口现场是一种开放式、 数字化、多点通信的控制系统局域网络， 是当今领域中最具有应用前景的技术之一。是现场总线中的应用热点，can总线支持分布式控制和适时控制的串行通信网络。因为can总线具有通信速率高、开放性好、报文短、纠错能力强以及控制容易、扩展能力强、系统成本低等特点，越来越受到人们的关注。基于can总线的can控制器具有完成can总线通信协议所要求的所有须要功能，因此can总线控制器与其它微处理器的接口成为设计can总线系统的首要工作。当前已有一些微处理器将can控制器嵌入到系统之中，成为在片的微处理器，例如p8xc592 (其内核即为80c51的cpu

2、)，mcs96系列中的 87c196ca、87c196cb等，tms320系列中的在片can微控制器tms320f2407、tms320f2810/f2812，但是仍有大量人们比较认识的微处理器并不带有can控制器。本文研究这些微处理器与can控制器的接口问题，重点介绍can控制器与tms320系列的接口办法和接口。1.can控制器的接口信号和时序can控制器(以pcx82c200或sja1000为例)提供的微处理器的接口信号主要有ad0ad7共8根地址数据线和ale、cs、 rd、wr、rst、mode、 reset和int，控制器的数据和地址是分时复用线，其中mode为接口方式挑选信号，可

3、选用intel方式或motorola方式。不同方式下引脚定义如表1，接口时序图略(详见技术应用2002.11)。引脚符号 intel (mode=vdd) motorola (mode=vss)ale ale asrd rd ewr wr rd/wr表1 sja1000引脚定义从引脚定义和时序关系可知can控制器提供了与intel和motorola方式的挺直接口信号，其中intel方式对于目前流行的51/96系列 来说提供了便利快捷的挺直接口设计。2.dsp的接口信号和时序dsp芯片以ti公司生产的tms320系列产品为国内的主流产品，tms320系列产品至今已经受了若干代，有'c1x

4、、'c2x、'c2xx、'c5x、 'c54x、'c62x等定点dsp，有'c3x、'c4x、'c67x等浮点dsp和'c8x多处理器dsp。dsp采纳了先进的哈佛结构，内部采纳多总线结构和流水线的工作方式，从而大大地提高了系统的运行速度和数字信号的处理能力，dsp的命令执行时光在ns数量级，内部程序和数据存储器目前已达几十k字，并带有内部的硬件乘法器，这些都为dsp提供了广大的应用空间。dsp芯片的片外引脚普通采纳地址线和数据线分别的设计办法，不再用法地址数据分时复用线，也没有ale地址有效信号，这样就给can 控制器与

5、dsp的接口带来一定困难，且不同的dsp芯片外部引脚和时序也略有区分。要设计can 控制器与dsp的接口，首先必需研究一下dsp的时序，下面以dsp中较流行的tms320lf2407和tms320vc5402为例举行研究。2.1 tms320lf2407 dsp的i/o时序dsp的存储器分为三个空间：程序存储器空间、数据存储器空间和i/o空间。i/o空间有专用的的输入命令portr和输出命令portw以及专 用的i/o空间挑选信号is，tms320lf2407的i/o信号与存储器操作信号复用，它们是存储器和i/o信号与存储器操作信号复用，它们是存储器和i/o设备选通信号stbr、写选通信号wr

6、、读选通信号rd和读写信号r/w。2.2 tms320vc5402 dsp的i/o时序tms320vc5402与tms320lf2407一样，用is作为i/o空间挑选信号，不同的地方是i/o空间有专用的i/o设备选通信号iostrb和通用的读写信号r/w，而不设读选通信号rd和写选通信号wr。2.3 dsp的i/o时序分析i/o的输入或输出工作周期内完成，在此期间，is信号和地址总线向来保持有效。对于tms320lf2407，i/o选通信号strb发生在第一个机器周期有效之后并持续一个周期以上，rd和we有效时数据有效。对于tms320vc5402，i/o设备选通信号iostrb的低电平有效发

7、生在延迟了半个机器周期的升高沿到下一个机器周期的升高沿，持续一个机器周期，数据有效发生在其次个机器周期内。r/w读写信号在输入周期内一 直保持为“1”，在输出周期向来保持为“0”，仅起到控制数据流的方向作用。以上分析都没有考虑插入等待周期的状况，若插入一个等待周期，则每次i/o 操作均延伸一个机器周期，既需要三个机器周期完成i/o操作(等待周期时序从略)。3 can控制器与dsp的接口设计办法从以上分析可以看到，tms320系列dsp没有提供与sja1000 can控制器的挺直接口信号，以sja1000的intel方式为例，为了使tms320系列dsp满足sja1000的接口信号要求，可以从以

8、下几点举行设计。3.1 地址数据复用线的设计将dsp的数据线d0d7作为can的地址/数据复用线，用dsp的数据线去挑选can的内部端口和传送数据。3.2 地址有效信号ale的产生对于tms320lf2407，用地址线a0、写选通信号wr和端口选通信号strb的规律组合产生dsp的ale信号，对于tms320vc5402，则用地址线 a0、i/o端口选通信号iostrb的规律组合产生ale信号。3.3 读写信号的产生对于tms320lf2407，用读信号和a0的规律组合产生sja1000的读选通信号，用写信号和a0的规律组合产生sja1000 的写选通信号。对于tms320vc5402，则用a

9、0、iostrb和r/w的规律组合产生sja1000的读和写选通信号。规律关系如表2所示。tms320lf2407a0 strb r/w we1 0 0 x0 0 0 00 0 1 1tms320vc5402a0 iostrb r/w1 0 00 0 00 0 1sja1000ale we rd1 1 10 0 10 1 0表2 tms320lf2407和tms320vc5402与sja1000接口规律3.4 片选信号的产生用dsp的i/o空间选通信号is和高位地址的译码信号的规律组合产生can的片选cs。从以上的设计思想可以看到，这种办法是将dsp的数据线改为适应can控制器的数据地址线。为此将dsp的a0作为地址数据挑选线。a0=1 时，地址有效；a0=0时，数据有效。即用奇数地址挑选端口，用偶数地址传送数据。同时，通过信号的规律组合，在地址有效期间不产生读写信号，而是产生满足can的地址有效信号ale；在数据有效期间产生满足can的读和写规律信号时序。4 can与dsp的接口电路以tms320vc5402与sja1000芯片为例设计的接口略(详见电子技术应用2002.11)。图中，用一片gal16v8b作为接口规律转换电路。为突出接口电路，其它部分从略。用fm书写的设计文件如下：gal16v8binterfacech sh apr 19. 2002d