一種基于CAN總線的DSP程序加載技術(shù)

摘要：為靈活方便地調(diào)試磁懸浮列車上眾多基于ＤＳＰ芯片的控制系統(tǒng)，介紹了一種基于ＣＡＮ總線的ＤＳＰ程序加載技術(shù)。該技術(shù)使對ＤＳＰ芯片程序的加載可以脫離仿真器而直接受控于列車的主控機(jī)。該技術(shù)可靠性高、使用靈活方便，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。 關(guān)鍵詞：CAN總線 單片機(jī)DSP HPI ISA 磁懸浮列車上有很多基于ＤＳＰ芯片的模塊和系統(tǒng)。目前，ＤＳＰ芯片程序的加載與運(yùn)行都主要依賴于仿真器，而ＤＳＰ仿真器價格高、體積大，這使得磁懸浮列車系統(tǒng)的調(diào)試很不靈活方便；且這些基于ＤＳＰ芯片的系統(tǒng)一旦脫離仿真器就只能運(yùn)行事前載入的單一的程序，也使系統(tǒng)的靈活性受到了很大的限制。本文研究了ＤＳＰ芯片程序加載的基本原理，并根據(jù)這些原理，基于ＣＡＮ總線，實(shí)現(xiàn)了ＤＳＰ芯片程序的受控加載，使得ＤＳＰ芯片程序的加載與啟動可直接受控于上位主控機(jī)。由于主控機(jī)的靈活性很大，磁懸浮列車系統(tǒng)在調(diào)試時就可根據(jù)需要對其上各個控制模塊的主控ＤＳＰ芯片加載不同的程序，控制它的啟動運(yùn)行，非常方便靈活。１ ＣＡＮ總線的特點(diǎn)及工作原理ＣＡＮ?Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ，即控制器局域網(wǎng)?總線是一種有效支持分布式控制或定時控制的串行通訊網(wǎng)絡(luò)?它以半雙工的方式工作?一個節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息?多個節(jié)點(diǎn)接收信息?實(shí)現(xiàn)了全分布式多機(jī)系統(tǒng)?提高了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)目煽啃浴Ｆ浣Y(jié)構(gòu)形式如圖１所示。ＣＡＮ總線的信息存取利用了廣播式的存取工作方式?信息可以在任何時候由任何節(jié)點(diǎn)發(fā)送到空閑的總線上?每個節(jié)點(diǎn)的ＣＡＮ總線接口必須接收總線上出現(xiàn)的所有信息?因此各節(jié)點(diǎn)都設(shè)置有一個接收寄存器?該寄存器接收信息?然后根據(jù)信息標(biāo)文符決定是否讀取信息包中的數(shù)據(jù)以判斷是否使用這一信息。ＣＡＮ總線的特點(diǎn)是以通信數(shù)據(jù)塊編碼代替?zhèn)鹘y(tǒng)的地址編碼?ＣＡＮ總線面向的是數(shù)據(jù)而不是節(jié)點(diǎn)?這種方式的優(yōu)點(diǎn)是可使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)個數(shù)在理論上不受限制?加入或減少設(shè)備不影響整個系統(tǒng)的工作。基于ＣＡＮ總線的各種系統(tǒng)可以根據(jù)用戶需要任意改變節(jié)點(diǎn)數(shù)量。ＣＡＮ總線收發(fā)數(shù)據(jù)的長度最多為８個字節(jié)?因而不存在占線時間問題?可以保證通信的實(shí)時性?通信速率最高可達(dá)１Ｍｂ／ｓ?距離為４０ｍ??最遠(yuǎn)可達(dá)１０ｋｍ?速率為５ｋｂ／ｓ?。對通信介質(zhì)的要求較低?可以是光纖或同軸電纜甚至雙絞線。

２ ＤＳＰ芯片的程序加載與運(yùn)行原理在本項(xiàng)技術(shù)中，ＤＳＰ的程序加載與啟動運(yùn)行是通過對其ＨＰＩ ８位并行口的操作實(shí)現(xiàn)的。下面先簡單介紹一下ＤＳＰ的ＨＰＩ ８位并行口以及如何對它進(jìn)行讀寫操作，然后介紹本文研究的這種ＤＳＰ程序加載技術(shù)。２．１ ＤＳＰ芯片的并口（ＨＰＩ）簡介ＨＰＩ并行口的讀寫操作主要由ＤＳＰ的三個１６位寄存器控制，它們分別是：ＨＰＩＣ?ＨＰＩ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ，控制寄存器?、ＨＰＩＤ?ＨＰＩ Ｄａｔａ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ，數(shù)據(jù)寄存器?、ＨＰＩＡ?ＨＰＩ Ａｄｒｅｓｓ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ，地址寄存器?。寫ＨＰＩＣ寄存器控制ＨＰＩ并口的讀寫方式以及數(shù)據(jù)高低字節(jié)的讀寫順序等；寫ＨＰＩＡ寄存器控制寫入或讀出數(shù)據(jù)的具體地址（自增模式下?２?為數(shù)據(jù)寫入／讀出時的初始地址）；從ＨＰＩＤ直接寫入／讀出數(shù)據(jù)。

ＨＰＩ有兩種讀寫方式：普通模式下的讀寫按照ＨＰＩＡ的地址將ＨＰＩＤ的數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存或?qū)⒃摰刂返臄?shù)據(jù)讀入ＨＰＩＤ；自增模式下ＨＰＩＡ則是首地址，每次讀或?qū)懖僮骱笏紩詣又赶蛳乱粋€待讀寫的地址。２．２ ＤＳＰ芯片的程序加載與啟動由ＣＣＳ編譯器生成的ＤＳＰ可執(zhí)行文件是一種．ｏｕｔ文件。本方法中首先調(diào)用ＴＩ公司提供的ｈｅｘ５００．ｅｘｅ程序，將其轉(zhuǎn)換為．ｈｅｘ文件?３?，這種．ｈｅｘ文件的組織結(jié)構(gòu)具體如下：它由一個一個的塊（ｂｌｏｃｋ）組成，每一個塊的第一個字節(jié)表示當(dāng)前塊包含的待加載的有效數(shù)據(jù)的長度，第二、第三個字節(jié)表示這些有效數(shù)