基于powerpc+dsp总线通信软件的设计与实现

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1、基于PowerPC+DSP总线通信软件的设计与实现针对现代总线控制管理计算机系统的发展趋势，结合某型飞机航空通信总线控制管理的实际需求，设计了基于Po和Motorola公司共同开发的高性能、低功耗、开放架构的处理器，采用简单的指令集(RISC)，同时集成了PCI-Express、千兆X络、RapidIO及CAN等多种X络通信控制器，支持DMA、I2C、UART等数据交换组件，具有处理能力强、X络通信接口多等优点，被广泛应用于汽车电子、航空航天、工业控制等要求高性能和高可靠性的领域[1-3]。鉴于此，文中设计了一种基于PoE总线的CPU模块，满足

2、现代武器装备的需求。TMS320F240系列DSP是美国TI公司于1997年推出的，专为数字电机控制和其他控制应用系统而设计的16位定点数字信号处理器。它将数字信号处理的高速运算功能与面向电机的强大控制能力结合在一起，从而成为传统的多微处理器单元和多片设计系统的理想替代品。F240片内外设包括双10位A/D转换器，带有锁相环PLL时钟模块，带中断的看门狗定时器模块，串行通信接口SCI及串行外设接口SPI，另外，还集成了一个事件管理模块EVM。因此，F240不仅具有高速数据处理能力，还具有控制和事件管理能力，可完成人机界面，与上位机进行串行通信[

3、4-5]。1总线通信系统架构总线通信系统由一个CPU(PoS320F240系列芯片，通过局部总线，与外界设备通过RS422、ARINC429等数据交换总线相连。用户通过PowerPC发送和接收任务数据，PowerPC再通过双口存储器与DSP相连接，进行数据交换，DSP则负责RS422串行通信总线和ARINC429总线通信的控制管理、数据接收和发送等，以上整个系统完成了总线的通信功能。总线通信系统架构如图1所示。2总线通信系统软件设计2.1总线通信系统软件概述总线通信系统软件由驱动软件和控制软件组成，是实现RS422串行通信和ARINC429总线

4、通信的专用软件。其中，驱动软件实现DSP与主机应用软件间的接口控制与数据传递，它可提供各类消息数据的读、写支持，对DSP内程序的调度。控制软件负责RS422串行通信和ARINC429总线通信的控制、数据接收和发送等。2.2驱动软件驱动软件运行在PowerPC模块上，是应用软件与控制软件的接口软件，为实现应用软件的管理功能，驱动软件控制DSP模块的初始化、启动、停止、自测试，监控DSP模块状态，控制DSP模块和主机的数据交换。驱动软件操作状态及转换关系如图2所示。当DSP在处在停止状态，调用DSP_Bit进行DSP自检测，调用DSP_Initia

5、lize进行DSP初始化。初始化完成后可调用DSP_Go将DSP转入运行状态。在运行状态下可调用操作信息驱动程序、RS422驱动程序和ARINC429总线驱动程序，进行消息传输，也可调用DSP_Stop将DSP转入停止状态。驱动软件按其功能分为：模块控制程序、RS422控制程序、ARINC429总线控制程序、操作信息控制程序。模块控制程序的主要功能是启动DSP模块上的初始化程序，使DSP初始化，然后启动DSP上的启动程序使DSP开始工作，还可以停止DSP运行以及启动DSP上的BIT程序进行自检测。RS422控制程序的主要功能包括对RS422各通

6、道进行初始化(各通道的接收/发送数据缓冲区划分，每个数据块的新数据、错误、中断等标志字的设置，波特率、奇偶校验位、数据位和停止位的设置)，接着从双口存储器读DSP端RS422接收到的消息，并将要通过RS422发送的消息数据写入双口存储器，最终由DSP上的RS422进行数据发送。通过检查RS422的接收缓冲区，可以检查是否有新数据。ARINC429总线控制程序主要功能包括对ARINC429总线通道进行初始化，从双口存储器读ARINC429总线接收到的消息，并将要通过ARINC429总线发送的消息写入双口存储器。操作信息控制程序主要包括读DSP模块

7、的自检测结果，读取DSP的HeartBeat计数器的当前值，读取DSP的状态，建立主机和DSP之间的通讯，复位DSP模块。2.3控制软件控制软件运行在DSP模块上，它负责RS422串行通信总线和ARINC429总线通信的控制、数据发送和接收等。控制软件的主程序中包括对DSP的初始化、启动、自检测、停止及复位等功能。控制软件响应来自运行在PowerPC上驱动软件的下发的命令，进行相应功能操作。在DSP模块初始化中，定时器中断被使能。定时器中断服务程序会以固定的周期执行，其中包括RS422通信握手，RS422在线状态判断，RS422发送和接收数据，

8、ARINC429总线发送和接收数据等程序。RS422通信握手程序首先从PowerPC写入双口存储器的相应地址中读取通信状态字，然后判断各通道状态，若三