“مع ظهور عصر المعلومات ، أصبح تكامل وتفاعل المعلومات المختلفة أكثر تكرارا. تتزايد أيضًا كمية المعلومات التي يجب معالجتها وتخزينها في نظام التحكم في الحركة يومًا بعد يوم.دمج الجهاز الأساسي MCU لمعظم أنظمة التحكم في الحركة ذاكرة كبيرة السعة (مقارنةً بوحدة MCU السابقة) ، ولكنها بشكل عام يصعب الاعتماد فقط على ذاكرة وحدة MCU نفسها ، ولتلبية متطلبات النظام للتخزين ذي السعة الكبيرة ، يجب إيجاد طريقة فعالة لتوسيع سعة تخزين النظام.
“
1 المقدمة
مع ظهور عصر المعلومات ، أصبح تكامل وتفاعل المعلومات المختلفة أكثر تكرارا. تتزايد أيضًا كمية المعلومات التي يجب معالجتها وتخزينها في نظام التحكم في الحركة يومًا بعد يوم.دمج الجهاز الأساسي MCU لمعظم أنظمة التحكم في الحركة ذاكرة كبيرة السعة (مقارنةً بوحدة MCU السابقة) ، ولكنها بشكل عام يصعب الاعتماد فقط على ذاكرة وحدة MCU نفسها ، ولتلبية متطلبات النظام للتخزين ذي السعة الكبيرة ، يجب إيجاد طريقة فعالة لتوسيع سعة تخزين النظام.
SPI هي واجهة تسلسلية عالية الكفاءة للإدخال / الإخراج مع بتات بيانات قابلة للبرمجة.يوفر جميع مصنعي MCU تقريبًا دعمًا لواجهة SPI. في الوقت الحالي ، وصل تردد الساعة لواجهة SPI عالية السرعة إلى 60 ميجا هرتز أو أعلى ، وواجهة SPI بشكل عام يمكن إتمام جميع عمليات اتصال البيانات والتحكم بأربعة خطوط اتصال فقط ، لذلك فهي لا تشغل ناقل البيانات وناقل العنوان الخاص بـ MCU ، مما يوفر موارد أجهزة النظام بشكل كبير. طريقة اقتصادية وعملية لتوسيع السعة التخزينية للنظام.
يستخدم هذا النص واجهة SPI المحسنة الخاصة بـ DSP-TMS320F2812 32 بت ، جنبًا إلى جنب مع الواجهة التسلسلية الفعالة من حيث التكلفة Flash ، لتحقيق توسيع سعة تخزين النظام بكفاءة.
2. مقدمة عامة للنظام
نظام الأجهزة الذي تم تنفيذه بواسطة توسيع الفلاش عبارة عن لوحة تحكم في الحركة تعتمد على DSP و CPLD مع واجهة Ethernet. يظهر الهيكل العام للنظام في الشكل 1. الأجهزة الأساسية هي DSP-TMS320F2812 ذات النقطة الثابتة 32 بت المقدمة من TI وسلسلة MAXII CPLD التي قدمتها Altera. -EPM1270G. يكمل بشكل أساسي الكشف عن إشارات إدخال النظام ومعالجتها وخوارزميات التحكم المختلفة والتواصل مع واجهات مختلفة (واجهة Ethernet وواجهة RS232) جزء من برنامج التحكم في نظام التحكم في الحركة وكمية كبيرة من بيانات التهيئة ومعلومات تكوين النظام كلها في الواجهة التسلسلية Flash M25P80 ، يتم تحقيق الاتصال عالي السرعة مع المعالج الأساسي DSP من خلال واجهة SPI المحسنة DSP.
3. تصميم أجهزة فلاش التمديد
3.1 ميزات واجهة SPI المحسنة لـ TMS320F2812
(1) 125 سرعة باود مختلفة قابلة للبرمجة.
(2) طول بيانات فعال 1-16 بت قابل للبرمجة.
(3) يتم دعم أربعة أوضاع على مدار الساعة ، ووضع حافة السقوط بدون تأخير الطور ، ووضع حافة السقوط مع تأخير الطور ، ووضع الحافة الصاعدة دون تأخير الطور ، ووضع الحافة الصاعدة مع تأخير الطور.
(4) ميزات التشغيل المستدام: 16 مستوى للإرسال والاستقبال FIFO ؛ أولوية المقاطعة القابلة للبرمجة ووظيفة التحكم في نقل التأخير.
يجب تحديد وضع الساعة وفقًا لتوقيت تشغيل جهاز واجهة MCU في التطبيق المحدد. يتمثل مبدأ الاختيار في ضمان تشغيل البيانات المطلوبة أثناء تشغيل القراءة والكتابة للجهاز عند وصول حافة الساعة CLK يجب أن يكون بالفعل على الطرف المقابل. على سبيل المثال ، عندما يستقبل جهاز الواجهة (Flash في هذا النظام) البيانات على الحافة الصاعدة ويرسل البيانات على الحافة السفلية ، يجب على MCU تحديد وضع الحافة المتساقطة بدون تأخير في الطور.
تحتوي واجهة SPI المحسّنة على إرسال واستقبال عميق 16 بت و 16 مستوى ، مما يوفر إمكانية التشغيل المستمر بسرعة عالية ، ويمكن أن يؤدي التشغيل المستمر حتى 32 بايت أثناء الإرسال والاستقبال ، وبالتالي تحسين الاتصال بشكل كبير نجاعة.
تعمل أولوية المقاطعة القابلة للبرمجة ووظيفة التحكم في نقل التأخير القابل للبرمجة على زيادة مرونة واجهة SPI ، مما يسمح للمستخدمين بتكوين المقاطعات بحرية والتحكم بمرونة في تسلسل تشغيل واجهة SPI وفقًا لخصائص الأجهزة الخارجية ، والتي لا تضمن فقط تشغيل الواجهة. تلبي السرعة أيضًا متطلبات توقيت تشغيل أجهزة الواجهة المختلفة.
3.2 فلاش الواجهة التسلسلية M25P80
M25P80 عبارة عن جهاز فلاش لواجهة تسلسلية ذات سعة كبيرة تبلغ 8 أمتار أطلقته شركة STMicroelectronics. وهو مدعوم بمصدر طاقة فردي 2.7 فولت – 3.6 فولت ومتوافق مع واجهات SPI القياسية. يستقبل الجهاز البيانات على الحافة الصاعدة ويرسل بيانات عن السقوط. حافة: الحد الأقصى لساعة الواجهة هي 40 ميجاهرتز ، وتدعم تشغيل سريع لبرمجة الصفحة تصل إلى 256 بايت ، وتشغيل سريع لمحو الكتلة (512 كيلو بت) وتشغيل سريع للمسح الجماعي (8 ميجاهرتز) ؛ مع تعليق التشغيل ووظيفة حماية كتابة الأجهزة.
يظهر الرسم التخطيطي للأجهزة لوحدة توسيع SPI في الشكل 2.
SPISOMI: SPI slave mode output / master mode input pin ، متصل بمخرج البيانات التسلسلية Q من الفلاش.
SPISIMO: SPI وضع الرقيق / دبوس إخراج الوضع الرئيسي ، متصل بإدخال البيانات التسلسلية D دبوس من الفلاش.
SPISTE: تمكين نقل وضع الرقيق SPI دبوس ، متصل برقاقة تحديد دبوس S من الفلاش.
SPICLK: دبوس الساعة التسلسلي SPI ؛ متصل بدبوس إدخال الساعة C من الفلاش.
يتم إخراج إشارة RAM_WP عن طريق منفذ الإدخال / الإخراج الخاص بـ DSP للتحكم في وظيفة حماية الكتابة الخاصة بالفلاش الخارجي. عندما يكون RAM_WP على مستوى عالٍ ، يتم تمكين وظيفة حماية الكتابة للأجهزة للفلاش ، والقطاعات الداخلية لـ الفلاش محمي ولا يمكن كتابته. لن يتم تعليق تشغيل الفلاش ، لذلك فإن إشارة HOLD الخاصة بـ M25P80 متصلة مباشرة بالمستوى العالي ، ولا يتم مقاطعة عملية التعليق.
3.3 عملية القيادة للطائرة M25P80
يدعم M25P80 ما مجموعه 12 تعليمات تشغيل ، وكلها 8 بت. خطوات التشغيل على النحو التالي: أولاً حدد الجهاز (يتم سحب إشارة تحديد الشريحة منخفضة) ، ثم أدخل بايت تعليمات التشغيل 8 بت ، متبوعًا بواسطة بايت العنوان (0-3 بايت ، إذا لزم الأمر ، أضف بايت قراءة وهمية) ، واسحب إشارة تحديد الشريحة (بعض الأوامر لا تتطلب) ، يمكن لـ M25P80 بدء منطق التحكم الداخلي وإكمال العملية المقابلة بنفسه. يأخذ ما يلي أمر البرمجة السريعة للصفحة الأكثر استخدامًا كمثال لوصف محدد (الأوامر الأخرى مشابهة لهذا الأمر ويمكن أن تشير إلى بعضها البعض).
يظهر الرسم التخطيطي لتوقيت تعليمات برمجة الصفحة في الشكل 3. لإجراء عملية برمجة الصفحة ، قم أولاً بتعيين بت تمكين الكتابة (WREN) من سجل الحالة الداخلية إلى 1 ، ثم اسحب إشارة تحديد الشريحة لأسفل لتحديد الجهاز ، وأدخل PP الأمر بايت 02H ، ثم أدخل ثلاثة بايت من بيانات العنوان ، ثم أدخل البيانات المراد برمجتها. بعد إدخال جميع البيانات ، سيتم سحب إشارة تحديد الشريحة عالية ، وسيبدأ M25P80 المنطق الداخلي لإكمال البرمجة عملية.
4. برمجة وحدة SPI
4.1 وصف عملية البرنامج
يظهر مخطط تدفق البرنامج الخاص بوحدة SPI في الشكل 4.
أ – تهيئة النظام: أكمل اختيار وظيفة دبوس واجهة SPI ، ومعايرة ساعة الواجهة الخارجية DSP ، وتمكين ساعة واجهة SPI. على وجه التحديد: سجل التحكم في تعدد إرسال GPIO: تكوين المسامير ذات الصلة كدبابيس وظيفة SPI في GPFMUX ، وقياس ساعة الجهاز منخفض السرعة في سجل قياس ساعة الجهاز منخفض السرعة LOSPCP ، وساعة واجهة SPI في سجل التحكم في الساعة الطرفية PCLKCR. نعم ، الإجراء كما هو يتبع:
ب. تهيئة المقاطعة ذات الصلة بـ SPI ، وتمكين جدول متجه المقاطعة الخارجية (سجل PIEVECT) ، وإعادة تعيين سجل إقرار المقاطعة الخارجية (PIEACK) ، ومسح سجل علم المقاطعة الخارجية (PIEIFR) ، وتعيين PIE interrupt تمكين التسجيل (PIEIER) ، ومسح بت قناع المقاطعة العالمية (بت INTM من سجل STI).
ج. تهيئة واجهة SPI: أولاً ، قم بتعيين بتة إعادة تعيين برنامج SPI في سجل تكوين SPI (SPICCR) لإدخال SPI في وضع إعادة التعيين ، وضبط قطبية الساعة لواجهة SPI (تم ضبطها وفقًا لخصائص التشغيل المحددة لـ جهاز فلاش ، في 4 أوضاع على مدار الساعة في سجل التحكم في SPI (SPICTL): تمكين مقاطعة الاستلام ومقاطعة الإرسال ، حدد مرحلة ساعة SPI ، حدد الوضع الرئيسي أو التابع ؛ اضبط معدل البث بالباود لواجهة SPI في معدل البث بالباود SPI سجل (SPIBRR).
د. تكوين ميزة SPI المحسّنة: إعادة تعيين قنوات الإرسال والاستقبال SPI في سجل إرسال SPIFIFO (SPIFFTX) ، وتمكين الميزة المحسّنة ، وإعادة تعيين مؤشر FIFO ، ومسح بت إشارة المقاطعة FIFO ، وتمكين مقاطعة FIFO ، وتعيين أولوية مقاطعة FIFO ، وتلقي SPIFIFO Register (SPIFFRX) ، يرجى الرجوع إلى تكوين سجل SPIFFTX ، وهما متماثلان بشكل أساسي ، ويستخدمان على التوالي للتحكم في الإرسال والتحكم في الاستقبال ، وسجل التحكم في SPIFIFO (SPIFFCT) ؛ تكوين تأخير الإرسال FIFO وفقًا لتوقيت التشغيل متطلبات الجهاز المحدد. إجراءات التنفيذ على النحو التالي:
5. الخلاصة
يستخدم نظام التحكم في الحركة الموصوف في هذه الورقة واجهة SPI لنظام DSP الأساسي نفسه ، جنبًا إلى جنب مع سرعته العالية وقابليته للتشغيل المستمر ومرونة كبيرة ، ويختار واجهة تسلسلية ذات سعة كبيرة وفعالة من حيث التكلفة لفلاش لتحقيق سعة تخزينية بكفاءة. النظام يتكيف التوسع مع اتجاه التطوير الحالي للمعلوماتية ويلبي متطلبات مساحة التخزين ذات السعة الكبيرة للنظام.
The Links: 2SB1424T100Q FF600R07ME4_B11