TMS320C6416與CAN控制器的接口實現(xiàn)

摘要：分析了數(shù)字信號處理器TMS320C6416和CAN控制器SJAl000的接口時序。給出了基于復(fù)雜可編程邏輯器件EPM7512的DSP數(shù)字信號處理器和CAN控制器之間的接口電路，同時給出了詳細(xì)的軟硬件實現(xiàn)方法。
關(guān)鍵詞：TMS320C6416；SJAl000；CPLD；接口電路

O 引言
    CAN總線是現(xiàn)場總線中的一個應(yīng)用熱點，可支持分布式控制和適時控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。由于CAN總線具有通信速率高、開放性好、報文
短、糾錯能力強(qiáng)以及控制簡單、擴(kuò)展能力強(qiáng)、系統(tǒng)成本低等特點，因而其應(yīng)用越來越受到人們的關(guān)注?；贑AN總線的CAN控制器具有完成CAN
總線通信協(xié)議所要求的全部必要功能，因此，CAN控制器與其它微處理器的接口已成為設(shè)計CAN總線系統(tǒng)的首要工作。目前已有一些微處理器將CAN控制器嵌入到系統(tǒng)之中，但是，仍有大量人們比較熟悉的微處理器并不帶有CAN控制器。為此，本文介紹了CAN控制器SJAl000與DSP芯片TMS320C6416的接口電路。
    SJAl000是符合CAN2．0B標(biāo)準(zhǔn)的CAN通信控制器，該器件具有完成高性能通信協(xié)議所要求的全部特性，同時具有下列特性：
    ◇可連接各種微控制器接口；
    ◇取決于報文標(biāo)志符的總線訪問優(yōu)先權(quán)；
    ◇強(qiáng)有力的錯誤處理能力；
    ◇可組態(tài)總線接口；
    ◇帶有位填充功能的非歸零編碼／解碼；
    ◇輸出驅(qū)動器狀態(tài)可編程。
    TMS320C6416是一款高性能DSP數(shù)字信號處理器。它基于C64x核心架構(gòu)，并集成了豐富的外圍設(shè)備和接口，最高主頻可達(dá)到1．0GHz。TM-S320C6416以高速的處理能力和出色的接口能力，已廣泛用于當(dāng)今技術(shù)的各個領(lǐng)域。

1 TMS320C6416與SJAlOOO的接口設(shè)計
1．1 INTEL方式下SJAl000的讀寫時序
    INTEL方式下，SJAl000的讀、寫時序圖如圖1所示。

    在INTEL方式下讀寫SJAl000時，其地址和數(shù)據(jù)是分時傳送的，地址在前，數(shù)據(jù)在后。ALE為高時，為地址總線周期；ALE為低電平，同時
也為低時，為數(shù)據(jù)總線周期。為低時，為讀數(shù)據(jù)；為低時，為寫數(shù)據(jù)。
1．2 TMS320C6416的讀寫時序
    數(shù)字信號處理器TMS320C6416的讀寫時序如圖2所示。

    TMS320C6416的數(shù)據(jù)線和地址線是分開的，而SJAl000的數(shù)據(jù)線和地址線是復(fù)用的。所以TMS320C6416不能與SJAl000直接對連，而必須將數(shù)據(jù)和地址線進(jìn)行轉(zhuǎn)換后才能連接。
1．3 TMS320C6416與SJAl000的接口設(shè)計
    TMS320C6416的數(shù)據(jù)總線和地址總線是分開的。在對存儲器操作時，地址和數(shù)據(jù)幾乎是同時出現(xiàn)的，而且系統(tǒng)采用流水線工作方式，TMS-320C6416的地址和數(shù)據(jù)總線是無法與SJAl000的AD0～AD7直接連接的，也沒有方法可以將SJAl000的RAM直接映射到TMS320C6416的存儲器中。因此，為了實現(xiàn)TMS320C6416與SJAl000的接口，應(yīng)將SJAl000的ALE和直接映射為TMS320C6416的兩個I／O端口?？蓪JA1000的ADO～AD7直接和TMS320C6416的BED0～BED7連接。當(dāng)ALE為高電平時，TMS320C6416的BED0～BED7送數(shù)據(jù)給SJAl000，表示地址值；當(dāng)ALE為低電平，而且也為低電平時，TMS320C6416的BED0～BED7則和SJAl000交換數(shù)據(jù)。在這種方法中，可以利用ALE為高電平和為低電平來區(qū)分地址總線周期和數(shù)據(jù)總線周期。
    圖3所示是其硬件連接方法。

    圖3中的PCA82C250為CAN串行鏈接I／O器件。CPLD芯片EPM7512用于產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號并輸出給SJAl000，從而控制SJAl00O的地址和數(shù)據(jù)總線周期。

2 基于EPM7512的接口邏輯
    EPM7512是AIZERA公司生產(chǎn)的復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)，可與AIXERA公司的QuartusII開發(fā)系統(tǒng)軟件配合，并可以100％地模仿TTL。采用EPM7512作為DSP的外部接口擴(kuò)展，可非常方便而且靈活地實現(xiàn)接口功能。
    DSP處理器的地址線BEAl5經(jīng)CPLD產(chǎn)生片選信號后，可由地址線BEA15作為CAN控制器的地址和數(shù)據(jù)選擇線，并和一起產(chǎn)生SJAl000的地址鎖存信號ALE。BEAl5為l時，地址有效；BEAl5為0時，數(shù)據(jù)有效。
    采用ModelSim仿真軟件可對接口電路進(jìn)行功能仿真，其仿真結(jié)果如圖4所示，能夠滿足SJAl000的讀寫時序要求。

3 接口電路的軟件讀寫操作
    CAN控制器SJAl000的地址線和數(shù)據(jù)線可映射為DSP芯片TMS320C6416的外部程序存儲EMIFB的CE3區(qū)域，其在DSP控制器上的地址分別為0x6-C008000和0x6C000001。其用C語言編程的實現(xiàn)代碼如下：
    #defineTXB 16
    #define RXB 16
    (char*) CANAS= (char*) 0x6c008000；／／定義CAN控制器數(shù)據(jù)線
    (char*) CANCS=(char*)0x6c000001；／／定義CAN控制器地址線
    ／／以下兩句為SJAl000的控制寄存器MOD(PeliCAN模式下地址0)賦值Ox09；
    *CANAS=0；／／提供CAN控制器寄存器地址
    *CANCS=0x09；／／提供CAN控制器寄存器數(shù)據(jù)
    ／／以下兩句從SJAl000的狀態(tài)寄存器SR (PeliCAN模式下基地址+2)讀取數(shù)據(jù)；
    *CANAS=2；／／提供CAN控制器寄存器地址
    *SR=CANCS&0xoff；／／讀取CAN控制器數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語
    本文提供了一種基于CPLD的DSP處理器TMS320C6416和CAN控制器SJAl000接口方法，該實現(xiàn)方法比傳統(tǒng)硬件邏輯門電路的實現(xiàn)方法更加方便靈活。通過對該方法的軟硬件實現(xiàn)進(jìn)行的仿真結(jié)果證明，該設(shè)計可以穩(wěn)定可靠的運行。