井下儀器總線轉換功能模塊設計

3 DSP程序設計

系統為CAN／DTB轉換模塊分配了1個CAN總線ID，該模塊中DSP程序所執行的功能類似于1個430 kbit／s傳輸速率的井下儀器。DSP程序包括系統的初始化、FPGA內部數據的讀取、CAN接口數據收發等主要功能。與普通井下儀器的差別在于FPGA通過FIFO傳送的數據不是該模塊自身采集的，而是由DTB總線上掛接的100 kbit／s傳輸速率的儀器所采集的。

3．1系統初始化

初始化單元完成DSP初始化、CAN控制器初始化、以及清空FIFO中數據等工作。DSP初始化主要設置相關寄存器來配置系統時鐘的頻率、啟動看門狗、打開相關中斷等工作。CAN控制器初始化包括設置CAN通信的波特率以及同步跳轉寬度、采樣次數和重同步方式；設置郵箱工作方式，啟動郵箱工作并設置郵箱的ID；此外，還要設置CAN控制器的中斷。清空FIFO中的數據，以防止丟失FIFO的半滿中斷信號。

3．2 FPGA中斷服務程序

當FPGA內部的FIFO存儲的數據容量超過一半時，向DSP的硬件管腳產生硬件中斷，DSP進入FPGA的中斷服務程序。

FPGA中斷服務程序用于從FPGA的FIFO中讀取數據，其流程見圖4。設置1個變量N，等于FIFO存儲容量的一半，DSP循環讀取FIFO中的數據，每讀一次將N減1，直到N等于0時，中斷服務程序結束。讀取的數據存放在數據存儲區中，由CAN接口按照一定的幀格式和流程要求發送給USB／CAN轉換模塊。

圖4 FPGA中斷服務程序

3．3 CAM控制器接收中斷服務程序

無論CAN接收到數據，還是發送數據成功，均進入CAN中斷服務程序，程序流程見圖5。在中斷服務程序中，首先通過狀態寄存器，判斷是發送中斷還是接收中斷。如果是發送中斷，表明上一次的發送成功，相應地設置發送成功標志。如果是接收中斷，則需進一步判斷接收到的是遠程幀還是數據幀。如果是數據幀，表明接收的是儀器的控制命令，DSP需要將收到的命令發送到FPGA內的命令寄存器，再由FPGA將命令通過DSIG信號發往井下儀器。如果是遠程幀，表示主控節點請求該節點發送1幀數據，則在程序中，將全局變量nSendNum賦值為要發送的1幀數據的長度，nSendNum的值取決于當前所掛接的儀器種類和儀器數量，由計算機軟件進行配置。

圖5 CAN中斷服務程序

3．4系統主程序

主程序主要是依據全局變量nSendNum、緩沖區數據長度和發送成功標志等狀態信息，決定數據發送的一個循環流程(見圖6)。在初始化完成后

圖6 CAN接收服務程序

主程序處于等待狀態，判斷nSendNum是否為0。如果不為0，則表示已經接收到主控節點請求發送數據的遠程幀，因此進人數據發送流程。接著判斷發送緩沖區中的數據是否有一完整幀的長度(儀器不同，幀長也不同)，如果不足則停止發送，否則就將緩沖區的數據填入CAN的發送郵箱，啟動發送流程，并將要發送的數據nSendNum減去8(CAN每次能夠發送8 Byte的數據)。循環進行CAN的發送程序，直到nSendNum等于0，表示一幀數據發送結束，主程序重新回到等待狀態。

4 結束語

經過實驗和應用的驗證，所設計的綜合測試設備與相應的計算機測試程序配合，可同時用于DTB和CAN這2套通訊協議方式的測井系統的測試、維修和生產，已開始在各儀器使用單位推廣。