TMS320F2812與ARINC429數據總線之間的通信設計[圖]

2．1 TMS320F2812
在整個系統中，TI公司的DSP芯片是整個接口系統的核心，采用TMS320F2812，主要用來控制各個部分協調工作，完成對接收／發送數據的處理和與CPLD配合產生收發模塊所需要的控制信號。作為TI公司首推的TMS320F2812具有很高的性價比，廣泛應用于工業控制，特別是應用于處理速度、處理精度等方面要求較高的領域，在電子控制領域發揮著重要的作用，推動了電子信息化的進程。由于TMS320F2812采用了先進的改進型哈佛結構，流水線技術，指令執行速度快，具有可高達150 MIPS的處理能力，完全能夠滿足ARINC429信號的處理。并且片內具有128 k Flash存儲器，使得電路的設計比較簡單。
2．2 HS-3282簡介
HS-3282是美國Harris公司生產的專門面對ARINC429總線的一種高性能CMOS總線接口芯片，能滿足ARINCA29協議的譯碼、時分復用、串行數據協議等標準的要求。當它與驅動芯片HS-3182配合使用時，能正確收發ARINCA29規范數據，且抗干擾性能好。因而采用其來設計ARIN-C429總線接口電路既簡單、有效，又能保證可靠性。
HS-3282包含兩路接收器和一路發送器，接收器和發送器分別獨立工作。兩個分別獨立的接收器直接與ARINC429總線相連，并以十倍于接收數據速率的頻率工作，發送器的數據速率可以與接收器速率相同或不同。盡管兩個接收器工作在同一個頻率下，但是它們獨立工作并異步接收串行數據。ARINC總線接口芯片發送器主要包括FIFO存儲器和時鐘電路。FIFO存儲器能夠為發送器連續保存8個ARlNC數據。時鐘電路用來正確分隔每個ARINC數據字以滿足ARINC429規范。盡管ARINC429規范指定為包含校驗位的32位字，通過編程，HS-3282的數據字長度也可以為25位。HS-3282接收器是將串行429數據轉換為2個并行的16位數據，而發送器則是將2個并行的16位數據轉化為串行429數據。
2．3 ARINC數據收發模塊
該模塊主要完成ARINC429數據的接收、發送和速率轉換等功能，利用1片高性能的ARINC429數據收發芯片HS-3282和1片ARINC429數據發送驅動芯片HS-3182完成一路接收和一路發送通道，由它們完成數據緩存，串／并、并／串轉換和系統內部邏輯信號與ARINC429差分信號的轉換。
HS-3182為正式差分輸出，用來把要發送的信息轉變為符合ARINC429傳輸規范的電平，與驅動芯片HS-3182相連的電容用來改善輸出數據的上升沿和下降沿，這里對于不同的數據傳輸速率選擇不同的電容，75 pF電容對應ARINC429總線高速工作狀態，300 pF電容對應低速作狀態，這兩個電容極其重要，為了提高穩定性、降低干擾，最好采用軍品電容。
數據發送單元主要完成把并行的信息轉化為串行信息，再把串行信息轉變為雙極性歸零碼，發送至ARINC429總線。數據接收單元主要把ARINC429總線上來的雙極性歸零串行信息轉變為一般的串行信息，再經過移位寄存器轉換為并行信息。ARINC429數據發送／接收單元的原理圖如圖2所示。

HS-3282中D／R1接F2812的外部中斷，使429數據接收為中斷接收；CWSTR、ENTX、TX／R、MR等經電平轉換連接到F2812的I／O口；429DI(A)和429DI(B)直接連接429總線，接收來自429總線的數據；429D0及／429D0和HS-3182的DATA(A)、DATA(B)連接，將HS-3282發送器的數據經HS-3182驅動后發送至429總線。
2．4 CPLD邏輯控制
對于F2812，每個區域的讀、寫操作時序都可以單獨配置，且每個區域都有片選信號，當片選信號被置低(置0)，那么當前用戶將訪問相應的存儲空間(讀、寫操作)。在本系統中，選用Zone0空間，Zone0占用的外部總線地址為0x2000～0x3FFF，當XA[13]為高電平，XA[14]為低電平時選擇ZoneO空間，Zone0片選使能邏輯如圖3所示。