[精品]基于FF协议的无线PC接口卡设计.doc

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1、基于FF协议的无线PC接口卡设计1、基于FF现场总线协议的无线PC接口卡的基本功能是能够口主地与符合FF协议的无线通信设备进行通信。无线PC接口卡的总体结构框图如图1所示，其硬件电路包括CPU与PC主机CPU的通信接口、CPU与通信控制器的硬件接口、通信控制器与数据缓冲存储器的接口、通信控制器与无线收发单元的接口等4个部分。其屮双口RAM采用CY7C04444PV-AV芯片;CPU选用嵌人式控制中最常用Intel80188CPU;ffi信控制器选用SMAR公司的FB3050;无线收发单元由单片无线收发芯片nRF401及其外围

2、电路构成。图12、接口卡CPU与PC的接口随着计算机技术的发展，PC总线H新月。PCISIG(PeripheralComponentInterconnectSpecialInterestGroup)因其具有32/64位宽度、最高传输率在64位时达264MB/S、独立总线时钟、总线操作与CPU的无关性。极小的存取延误、强兼容性、自动配置、低成本等特点，使其在高性能PC领域有替代ISA(工业标准结构)总线的趋势，考虑到当前需求及今后发展，在宿主总线的选择上釆用PCI总线。硬件接口芯片为CypressSemiconductor公司

3、的PCI总线双口RAM。CY7C09449PV-AC是一款适于PCI2.2总线规范的功能完善、价格低廉的双端口RAM接口芯片，其中一个端口是PCI接口，适合与PC机通信,另一个端口是本地接口，适合与各类本地CPU通信，其总线通信吋钟速率可达50MHz,两个端口均可以独立读/写静态存储器SRAMo其主要特点如下:①完全兼容PCI规范2.2版本;Z128k双向静态SRAM;③可作为主/从设备进行数据的传输，支持PCI突发方式工作及DMA操作;④具有I2o(IntelligentInput/Output)功能，当Fo单元工作时包含

4、4组32位FIMO(FirstInFirstOut)^中断寄存器及部分SRAM,其余SRAM用于一般存储目的;⑤支持3V,5V电压工作;⑥可通过1怙总线对芯片进行初始化设置，并把设置参数存于非易失性NVRAM中;⑦160脚扁平方形塑封。CY7C09449PV-AC可以采用总线仲裁加等待的方式，允许两边CPU在指令级共享SRAM,允许两边的CPU相互通过中断交换信息，还允许通过状态信号相互同步。在此釆用状态寄存器及屮断的方式进行通信握手并快速传递数据。3、接口卡CPU与通信控制器FB3050的接IIFB3050是SMAR公司推

5、出的第三代基金会现场总线通信控制器芯片•，该芯片符合ISASP50・2・1992,PART2中所规定的现场物理层标准框图如图2所示。从图屮可以看出FB3050通过3总线与CPU相连接,右边部分是FB3050输出的存储器总线,CPU和FB3051二者都能够通过存储器总线访问挂接在该总线上的存储器。下边部分是FB3050通过介质存取单元和现场总线网络相连接，中间部分是FB3050的内部功能块。FB3050的主要功能是实现总线上的信号驱动与接收、传输数据的串并行转换、串行数据的编码与解码、信息帧的打包和解包、帧校验序列的产生和验证

6、等。FB3050的对外信号主要可分为如下4组：%1时钟和定时功能信号。3个输人分别用于FB3050的系统时钟、传输数据速率时钟以及规定FB3050的系统同步沿。一个125kHz输出信号供用户线路中使用。%1CPU接口信号。CPU接口信号线用于连接接口卡微处理器，包括16位地址线，8位数据线，可采用数据/地址复用方式连接，也可直接连接，当采用数据/地址复用方式连接时，低8位地址线PI-AD-DRL7:0J接信号地，包括•两条片选线，两条读写控制线，中断请求输出线;另外包括一条PO-READY线，可与微处理器的WAT线连接，使得

7、FB3050的DMA和CPU能够共享FB3050的局部存储器总线。%1存储器总线信号。本组信号是通过FB3050对CPU的地址总线进行变换后所产生的一组存储器总线，变换后的存储器总线增加了8条扩展存储器地址线，配合使用FB3050内部增加的段地址寄存器，使得存储器总线的寻址范围大大超出了原CPU的64KB容量，另外还输出6条可编程的片选信号。因此这组存储器总线和所挂接的存储器是CPU和FB3050共享的。%1现场总线接口信号。FB3050共有8条现场总线接R线，一条接收数据的信号线PI.PHPDU,接收来自介质存取单元的总线

8、信号，接收的数据信号格式符合总线曼彻斯特编码规则，一条发送数据的信号线PO.PHPDU,发送数据到介质存取单元，一条控制总线发送器工作状态的控制线P0_TACT,5条状态信号线用于指示FB3050的发送接收情况。由于FB3050的接口设计上己经充分考虑了和Intel系列CPU接口的问题，因