联华电子第三季度22-28纳米营收占比25%
06-06
1板间共享存储器的硬件??接口电路及软件控制流程 1.1信号处理板硬件接口电路 基于DSP的信号处理板可以根据应用需要运行多种信号处理算法，如信号预处理、目标识别、跟踪定位、卡尔曼滤波等。
待处理的原始信号数据是通过内部接口从数据采集板获取的。
-董事会沟通。
这里采用板间共享内存的方式来完成数据交换。
DSP不仅可以从共享内存中读取采集到的数据，还可以将处理结果（如新的程控放大值、跟踪定位结果等）写入共享内存中供MCU使用。
读。
TMSC32具有双向串口，可设置为每帧同时发送和接收8/16/24/32位数据。
同步时钟可以由内部串口定时器产生，也可以从外部输入。
通过设置串口全局控制寄存器来控制串口的整体功能和工作模式；通过设置FSX/DX/CLKX端口控制寄存器和FSR/DR/CLKR端口控制寄存器来控制串口的6个引脚的功能，并且每个软件都可以设置引脚是通用I/O引脚还是串口通信引脚。
TMSC32 有两个通用 I/O 引脚，XF0 和 I/O 引脚用作控制线。
接口电路原理图如图1所示。
图中 RAM0~RAM3为4块容量为K的8位高速RAM（芯片型号为CY7C-17VC），组成32位位数据宽度存储器。
DSP运行时的程序和数据都在这四片RAM中。
。
FLASH（芯片型号：Am29F）用于存储程序和初始化数据。
即使断电，内容也不会丢失。
当DSP上电时，内置的BOOT LOADER程序将从FLASH中取出程序并在4个RAM中运行。
从共享内存中读取的采集数据也暂时存储在这四个RAM中。
1.2 数据采集板硬件接口电路 基于单片机AT89C51的数据采集板在单片机的全局控制下，进行程控放大、低通滤波、同步采样保持、A on多通道声传感器输出的微弱信号。
/D转换，同步实时采集多路信号，并将采集到的信号数据存储在数据采集板（芯片型号：CY7C-12VC）上的K共享存储器中。
数据采集板上设计了共享存储器及其总线隔离电路。
在某一时刻，共享内存只能被一方访问，否则就会发生总线冲突。
这里，MCU切换选通DSP总线或微控制器总线以分时方式访问共享存储器。
总线隔离芯片采用常见的双向总线隔离/驱动芯片74HC，具有输出使能引脚（E）和数据传输方向（DIR）引脚。
MCU控制这两个引脚完成总线隔离和数据传输方向控制功能。
接口电路原理图如图2所示，图中MCU侧的总线隔离由1个74HC和2个74HC完成，DSP侧由3个74HC完成数据总线和地址总线的隔离。
P1.2 控制哪一组总线被门控。
当P1.2为低电平时，共享存储器只能被MCU访问；当P1.2为高电平时，只有当P1.3也为高电平时（表明MCU同意放弃共享存储器），DSP才能访问共享存储器。
由于DSP需要读写共享内存，因此需要软件设置数据总线隔离芯片74HC的数据传输方向。
这是通过设置DSPDIR信号线的电平状态（读高电平，写低电平）来完成的。
由于地址总线的数据传输方向始终是单向的，因此隔离芯片的DIR端可以固定接低电平或高电平，具体取决于74HC的实际接线。
1.3 软件控制流程 当信号处理板上的DSP需要采集信号数据时，向数据采集板上的MCU发送请求信号。
单片机收到请求信号后，如果同意放弃共享内存，则向DSP发送请求信号。
发送响应信号，隔离MCU侧总线，暂停数据采集。
DSP收到响应信号后，即可访问共享存储器。
DSP快速读写数据后，向单片机发送结束信号。
单片机收到结束信号后，收回共享内存并隔离DSP侧总线继续采集。
这样就可以同时进行数据采集和信号处理。
区别于一般采集一段、处理一段的串行工作方式，实现了数据采集的零等待，增加了系统的吞吐能力。
参考图3接线图，完整的通信流程详述如下。
注意，DSP 程序初始化时，XF0、XF1、FSR0 应设置为相应的无效状态。
1？当DSP需要采集信号数据时，向MCU发送请求信号（将XF0设置为低电平），触发MCU的INT0中断，等待MCU响应（DSP循环检测XF1的状态）。
2？如果MCU同意放弃共享内存，则响应中断，否则等待。
在中断服务程序中，将P1.3（即DSPACK）设置为高电平以指示响应。
同时设置P1.2为高电平选通DSP总线。
MCU 随后循环检测P1.4（即DSPEOR）的状态。
3？DSP收到响应信号（即检测到XF1为高电平），立即快速读写共享内存。
在读操作之前，将FSX0设置为高电平，在写操作之前，将FSX0设置为低电平。
。
读写完成后，将结束信号发送给MCU（将FSR0设置为高电平），DSP再进行其他处理操作。
4？ MCU收到结束信号后（即检测到P1.4为高电平），将P1.2置为高电平，隔离DSP总线，收回共享内存，继续采集。
2 信号处理板与控制>系统之间的通信 信号处理板从数据采集板获取到采集到的数据后，对其进行一系列的信号处理算法，得到的处理结果需要传输到基于单片机或微电脑的控制系统。
由于这里处理的数据量很小，所以采用串行通信进行数据传输是最简单的。
我们可以直接对信号处理板上DSP的串口进行编程，与控制系统进行通信。
但由于DSP的串口是同步串口，而单片机或微型计算机的串口通常是异步串口，因此需要软件来模拟DSP串口的异步通信时序。
软件工作量大，通信不可靠。
这里通过扩展微控制器和共享内存很好地解决了这个问题。
DSP将处理结果写入共享内存，并立即进行下一轮处理。
微控制器从共享存储器中取出处理结果并将其传输到控制系统。
这样就节省了DSP进行串行通信所需的时间，最大限度地利用了DSP的高速数据处理能力。
这在实时性要求较高的情况下尤其重要。
通过扩展少量的硬件，不仅系统速度得到提升，整体性能得到优化，而且软件实现也简单很多。
2.1 信号处理板与控制系统之间的串行通信硬件电路 信号处理板采用扩展单片机AT89C51与基于微机或MCU的控制系统进行全双工通信。
图4所示为AT89C51的串行通信电路。
通过“串口选择”拨码开关选择是与微机控制系统还是单片机控制系统通讯。
在IBM PC/XT微机系统中，其串口符合RS-C接口标准。
为了提高抗干扰能力，RS-C标准采用负逻辑。
低电平在-5V～-15V（通常表示为-12V）之间为逻辑“1”，高电平在+5V～+15V（通常表示为-12V）之间。
+12V代表）为逻辑“0”，以上电平称为EIA电平，与TTL电平和CMOS电平不同。
为了使AT89C51能够与单片机进行串行通信，可用普通MC和MC进行电平转换。
MC将TTL电平转换为RS-C电平，MC将RS-C电平转换为TTL电平。
但由于MC和MC需要±12V的供电电压，增加了电源电路的复杂性。
如图4所示，利用MAX只需单个+5V电压即可完成电平转换，简化了硬件电路。
信号处理板与基于MCU的控制系统通信时，只需要三根线，一根发送线（TXD），一根接收线（RXD）和一根公共地线（GND）。
连接双方的地。
线路连接在一起，只需交叉连接双方的发送线和接收线即可。
信号处理板与微机控制系统通信时，采用微机的九针串口进行通信。
它们的串口线连接如图5所示。
这里的发送线和接收线没有交叉，因为电平转换时已经交叉了（见图4）。
2.2 信号处理板与控制系统之间的串行通信软件编程 单片机与单片机或微机之间的串行通信有两种软件编程方式：查询方式和中断方式。
这里发送方（信号处理板）采用查询方式，接收方（控制系统）采用中断方式。
通信程序主要完成初始化串口（包括选择串口模式、设置数据传输格式、设置波特率等）、建立连接、传输数据、断开连接等功能。
为了保证可靠的通信，双方约定如下通信协议。
？ 1。
信号处理板上电后，不断发送连接请求信号“R”，等待控制系统发送响应信号“A”。
如果信号处理板收到响应，则说明双方硬件连接正确且在线。
成功。
？ 2。
运行控制系统的串行通讯程序。
如果是与微机通讯，会自动检测先连接的是哪个串口（COM1或COM2），检测到后向信号处理板发送响应信号“A”；如果未检测到，则会显示错误信息，提示您检查接线是否正确。
。
如果与单片机通信，如果在规定时间内（比如10s内）没有收到响应，指示灯会闪烁，表明出现错误，需要重新复位。
3。
信号处理板收到响应后，首先将要传输的数据总数发送给控制系统，然后依次发送每个数据，直至全部发送完毕。
4。
控制系统发出在线响应信号后，处于接收状态。
首先接收数据总数，然后按顺序接收每个数据。
控制系统每接收到一条数据，就向信号处理板发送一个确认信号。
信号处理板收到确认信号后才发送下一个数据。
另外，单片机和微型计算机之间通信时，双方必须正确选择一致的波特率？而且，SMOD位的选择影响单片机波特率的准确度，即影响波特率的误差范围。
因此，在设置单片机的波特率时，必须适当考虑SMOD的选择。
为了保证通信的可靠性，通常波特率的相对误差不应大于2.5%。
单片机与微型计算机之间通信时尤其要注意这一点。
例如，单片机的时钟fOSC=12MHz，串口模式为模式1，假设单片机和微机的波特率选择为bps。
当SMOD=0时，波特率相对误差为8.5%；当SMOD=1时，波特率相对误差为6.99%。
实验表明，无论SMOD=0还是1，在这种情况下单片机和微机都无法实现正常的发送和接收。
若双方波特率均为bps，且SMOD=1，则波特率相对误差为0.16%，实验证明通信完全可靠。
参考文献 1 德州仪器． TMSC3x 用户指南．美国：Texas Instruments Incorporated、 2 Maxim Corporation． ±15kV ESD－保护？＋5V RS－收发器．美国：Maxim Integrated Products， 3 Wang Fuui。
完成单片机测控系统的设计。
北京：北京航空航天大学出版社， 4 李华。
MCS-51系列单片机实用接口技术。
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