在現代汽車電子中,一般有多個微控制器共同協調工作。DSP控制器采用哈佛結構,運算速度快,所以在汽車電子中廣泛采用DSP芯片來實現汽車動力系統的控制。ARM是一種32位微控制器,有豐富的外擴接口,因此在汽車電子中一般用ARM來實現大容最的數據存儲和人機交互或GPS全球定位系統,故在DSP和ARM之間需要進行數據交換。
CPLD(Complex Programmable Logic Device)是一種復雜的用戶可編程邏輯器件,由于采用硬件可編程技術,從而使沒計硬件電路也像設計軟件一樣方便。DSP2407A是T1公司設計的一款專為滿足大范圍的數字電動機控制應用的微控制器。S3C4480是三星公司專為手持設備設計的高性價比的微控制器。本設計以Xilinx公司的XC95108為例,通過在CPLD中開辟2塊獨立的SRAM區域(各1字節)來實現DSP2407A與S3C4480的并行通信。采用這種通信方式,數據傳輸準確、高速,基本可以滿足DSP2407A與S3C4480總線接口實時通信的要求,從而將整車動力控制和人機交互有機地統一起來。
1 整體系統結構設計
DSP2407A負責采集汽車所有的數據,再將數據通過CPLD發給S3C44B0進行數據存儲和人機交互。有時S3C4480要接收觸摸屏命令,命令也通過CPLD發給DSP2407A控制器,從而控制整臺汽車的動作。對DSP2407A,要及時響應由S3C44B0發過來的命令;而對于S3C4480,要隨時接收DSP2407A送來的數據,這樣,雙方通信的實時性就要很強。因此在系統設計中,DSP2407A用中斷方式接收數據,S3C44BO用查詢方式接收數據。
在DSP2407A中,[DO~D7]是數據線,[A15~A12]是地址線,IS是I/0空間選通引腳,當訪問外部的存儲器或I/O空間時為低電平。WE是寫使能,RD是讀使能。IOPC7足通用I/O引腳,用來判斷DSP2407A是否可以往CPLD寫數據。當IOPC7為低電平時,代表DSP2407A可以往CPLD中寫數據;若為高電平,則表示CPLD中已有數據,這時DSP2407A不能往CPLD中寫數據。XINT1是外部中斷,用來通知DSP2407A準備讀取CPLD中的數據。
在CPLD中,用l片XC95l08來實現。XC95108共有108個宏單元,有足夠的空間來實現2個8位的SRAM區;主要用來實現DSP2407A和S3C44B0之間的數據交換,沒置DSP2407A和S3C44B0讀/寫控制的狀態位。在S3C44B0中’[D0~D7]是數據線,nGCSl是芯片選擇信號,當存儲器地址在相應段的地址區域時芯片被激活。nWE是寫允許信號,nOE是讀允許信號。IOPF0是通用I/O口,用來監視可否從CPLD中讀取數據:當它為高電平時,代表CPLD中有數據,可以讀取數據;當它為低電平時。表示CPLD中無數據可讀取。IOPF1是通用I/O口,用來監視可否向CPLD中寫數據:當它為高電平時,代表CPLD中無數據,可以向CPLD中寫數據;當它為低電平時,代表CPLD中已有數據,S3C44B0不能向CPLD中寫數據。系統結構如圖1所示。
2 CPLD的設計
采用Xilinx ISE8.1為設計工具,用國際上通用的VHDL語言來編寫源程序。
2.1 8位數據從DSP中傳送到ARM中
當[A15~A12]是1100時,DSP2407A開始向CPLD中寫數據,并置dspsign_write和armsign_read為1;表示CPLD中已經有數據了,通知S3C4480可以讀取數據和DSP2407A暫時不能向CPLD中寫數據;同時將數據寫入鎖存器sraml中。
當ARM發出讀取數據信號,開始將數據從sraml中讀出,并且置dspsign_write和armsign_read為0時,表示CPLD中沒有數據了,DSP2407A可以向CPLD中重新寫數據。
2.2 8位數據從83CA480中傳送到DSP2407A中
當S3C4480向CPLD寫數據時,將數據寫入到鎖存器sram2中,同時置dsp_int為0,通知DSP2407A產生一個外部中斷,可以從CPLD中取數據;置armsign_write為0,表示CPLD中已有數據,S3C4480不能再向CPLD中寫數據。
當[A15~12]是1101時,DSP2407A向CPLD中發出一個讀取信號,數據從鎖存器sram2傳送給DSP2407A中,并且置dsp_int為1,armsign_write為l,表示數據已被DSP2407A讀走,S3C4480可以繼續向CPLD中寫數據。
3 S3C4480和DSP2407A通信軟件設計
在本程序中,DSP2407A采用中斷方式接收數據,S3C4480采用查詢端口方式接收數據。
(1)DSP2407A程序
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