神经元芯片与lonworks节点的设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com《电工技术杂志)2OO4年第3期神经元芯片与LonWorks节点的设计俞洪(北京联合大学师范学院100011)摘要神经元芯片和LonWorks节点是LonWorks技术的核心。介绍了神经元3150芯片的结构和特性，并结合一个实际工程实例，详细介绍了LonWorks节点，特别是其硬件的设计。关键词LonWorks神经元芯片节点个或多个传感器或执行器及相应的外围电路、与通1引言信媒体相连接的发送／接收器(简称收发器)三部LonWorks技术作为目前世界上比较流行的、分组成。典型的节

2、点结构框图如图1所示。非常有发展前途的现场总线技术之一，主要应用在智能建筑中的建筑设备自动化系统(BAS)、工业自动化、航空航天技术等领域。2LonWorks网络和LonWorks设备2．1LonWorks网络及其特点古LonWorks是一种全分布式、智能化的局域操作网络。其网络拓扑形式有总线型、星型、树型和图1曲型的节点结构框图自由拓扑型等多种形式。通信介质可以是双绞线、其中，神经元芯片是节点的核心，目前神经元电力线、光纤、同轴电缆、无线射频、红外线等，芯片主要有Neuron3120芯片和Neuron3150芯片并且多种介

3、质能够在同一网络中混合使用。两种，供应商有美国MOTOROLA公司和日本LonWorks网络的通信协议采用LonTalk协议，TOSHIBA公司。3120与3150型芯片的区别是：LonTalk协议严格遵循由国际标准化组织(ISO)3120内部有1K的RAM、10K的ROM和512字定义的开放系统互连(OSI)模型。节的EPROM；3150内部有2K的RAM，512字在LonWorks网络中所有的LonWorks设备及节的EEPROM，并设有外接存储器的接口，可寻LonWorks工作站的地位是同等的，即它是一种址64K的地址

4、空间；3120没有外接存储器的接口，“纯分布式的无主系统”。总线上的任意LonWorks它适用于应用程序小于2K和比较简单的场合。3150设备间可实现“点到点”的数据传送。适用于比较复杂的场合，应用程序可大于2K。在LonWorks网络中，LonWorks设备是能够按LonTalk协议进行数据传输的，并可以连入3神经元芯片LonWorks网络的现场设备，是整个系统的基本组3．1神经元芯片的特点成部分。神经元芯片是LonWorks技术的核心。它既能2LonWorks设备管理通信，同时具有输入／输出和控制功能。神经LonWork

5、s设备由LonWorks节点(LonWorks元芯片内部有三个八位的微处理器：MACNode，简称节点Node)和现场设备两大部分构成，Drocessor(介质访问CPU)、NETWORKprocessor现场设备是指控制系统中的传感器或执行器，节点(网络CPU)和APPLICATIONprocessor(应用则上接LonWorks网络，下接传感器或执行器，是CPU)。其中，前两个处理器管理通信，后一个留组成LonWorks网络的最基本的控制单元。典型的给用户开发应用程序。节点控制器主要由神经元芯片(Neuronehip)、

6、一一89—维普资讯http://www.cqvip.com<电工技术杂志》2004年第3期神经元芯片与LonWorks节点的设计神经元芯片的片内附有固件(Firmware)。4LonWorks节点设计3120型的固件在它本身的10KROM中，3150型芯片的固件在外接的ROM／EPROM／EPROM中。4．1LonWorks节点设计的主要内容该固件实现LonTalk通信协议的所有任务调LonWorks节点是LonWorks控制网络的基本度。单元，不同的应用场合对节点的要求是不一样的，3．2神经元芯片的内部结构及工作原理因此，

7、节点的设计是比较灵活的。从大的方面看，以Neuron3150芯片为例说明神经元芯片的内节点的设计包括：节点硬件设计、节点应用软件设部结构和工作原理，图2是Neuron3150芯片的内计和节点调试三个方面。设计者如果有单片机的设部结构框图。计及开发经验，又熟悉C语言，那么节点应用软件设计和节点调试就会显得比较容易。因为LonWorks使用NeuronC作为其软件开发语言，NeuronC是一种以ANSIC为基础的扩展C语言。LonWorks节点的开发环境与单片机的开发环境类似，只是复杂得多。因此，节点的硬件设计就成为节点设计的关

8、键。从LonWorks节点的结构框图可以看成，节点硬件设计主要有三部分：收发器外部扩展地址总线电路设计、外部存储器扩展设计和输入／外部扩展数据总线输出电路设计。4．2LonWorks节点硬件设计实例简介图2Neuron3l50芯片的内邵结构框图以一个住宅小区的家庭智能化系统为Neuron3