多路异步串行通信系统在光纤陀螺组合中的设计与实现

发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:411

摘要：dsp在与多个外设进行通信时，需要扩展异步串行通信接口。以tms320c6711为例，采用st16c554异步串行收发器，介绍了目前最先进的c6000系列dsp与多路rs232、rs485/422设备通信的设计方案，并给出了软硬件实现实例。

关键词：数字信号处理器通用异步串行收发器可编程逻辑器件光纤陀螺

dsp与计算机通信的外部接口主要可划分为串行通信口和并行通信口。串口通信包括采用rs232、rs485／422、usb、ieee1394等协议的通信，并口通信包括采用ieee488、ieee1248等协议的通信。本文主要介绍dsp多路rs232、rs485／422通信系统的设计与实现，并将此系统应用于光纤陀螺三维角速率测量组合中。

1 系统方案设计

1．1 系统框图

图1为dsp多路异步串口通信系统的框图。计算机接收端为通用的数据采集卡，其与dsp之间采用rs485／422协议，通信速率可达921．6kbps。光纤陀螺与dsp之间采用rs232协议，通信速率可达115．2kbps。该系统可以实现dsp与三路rs232设备和一路rs485／rs422设备的通信。

1.2 tms320c6711简介

tms320c6000系列dsp芯片最初主要是为移动通信基站的信号处理而推出的超级处理芯片，200mhz时钟的tms320c6711完成1024点的fft算法的时间只要66μs，比传统的dsp芯片要快一个数量级，因此在民用和军用领域都有广阔的应用前景。在军事通信、电子对抗、雷达系统、精确制导武器等高智能化的应用领域，这种芯片的处理能力具有不可替代的优势［2］。tms320c67xx是tms320c6000中的浮点系列，tms320c6711是其中性价比较好的一款芯片。正如其它的tms320c6000系列芯片一样，该芯片提供了两个多通道同步缓冲串口，没有提供异步串口，因此需要进行异步串口扩展。

1．3 通信方案设计

目前几乎所有的数字信号处理器都提供了一个或多个串行接口，然而，多数dsp芯片提供的是同步串口。在实际的应用中，也需要dsp能够与多个外设进行异步串行通信，如与pc机或光纤陀螺之间进行串行数据传输就要求dsp系统具有多路uart串行接口；当然也可以利用通用的i／o口构成串口，由软件设定波特率(在dsp不繁忙的情况下，往往采用这种方法)。但是当这两种i／o线被占用或对通信的实时性要求较高时，dsp应该通过扩展异步通信芯片来实现高速串行通信。

针对这种情况，本文研究并实现一种简单可靠的异步串口扩展方法，即在dsp的并行总线上扩展uart芯片，用硬件实现异步数据传输。该方法的优点是软件实现简单，代价是在总线上需扩展其它设备。由于本方案要实现dsp与四路外设的异步串口通信，综合考虑硬件连接和软件编程的方便性，采用四通道st16c554串行异步收发器与多路电子转换芯片max3245e来完成。这样，用最简单的硬件连接和软件编程就能实现四路异步的串行通信。

1．4 st16c554简介

st16c554是exar公司的异步通信芯片，其主要特点如下［3］：

·与st16c454、st68c454、st68c554、tl16c554兼容；

·16字节的发送与接收fifo；

·接收控制和发送控制相互独立的四通道选择；

·四个可选的接收fifo中断触发级；

·标准modem接口；

·最高可达1．5m的波特率，其波特率发生器可编程；

·数据位长度为5、6、7、8，停止位长度为1、1．5、2；

·具有偶校验、奇校验或无校验模式。

st16c554不仅能将dsp发送的数据进行并／串转换，还能将从外设或modem接收的数据进行串／并转换，能够同时完成四个独立通道的收发。同时，st16c554还具有四组独立的16字节的接收与发送fifo，可以通过使能fifo及设置fifo中断触发级有效地减少cpu的中断，提高系统效率及可靠性。

2 系统硬件设计

系统的硬件设计框图如图2所示。该硬件系统由电源转换电路、电源监控电路、dsp、sdram、flash rom、uart、电