基于Lonworks总线的嵌入式智能节点的设计
发布时间:2008/8/27 0:00:00 访问次数:482
1 前言
lonworks现场总线是美国echelon公司推出的局部操作网络,它具有统一性、开放性、互操作性及支持多种通信介质等优良性能,是当今最流行的现场总线之一。但是由于lonworks控制节点的核心神经元芯片(neuron chip)的应用处理能力相对较弱,因而对于复杂的应用常使用主从处理器结构,主处理器完成用户的应用功能,而把neuron芯片作为通信协处理器。由于可以提高了节点的处理能力,节省资金和开发时间,因此,具有多功能的通用嵌入式主处理器具有很好的应用前景。本文采用的msp430f149主处理器是ti公司基具有较高的集成度的芯片,简化了应用系统的硬件设计,适合作为多用途智能节点。
2 shortstack的介绍和实现
2.1 shortstack的结构
shortstack微服务器是echelon公司提供的一套开发包,其结构图如下:
图1 shortstack结构图
由图可看到,主处理器与shortstack 微服务器通信通过shortstack api函数来实现,通常使用其中的5个,loninit(),loneventhandler(),lonpropagatenv(),lonpollnv()和lonsendservicepin()。shortstack micro server,运行shortstack固件,运行lontalk协议的1~6层;主处理器运行sci串口驱动程序,运行shortstack api函数,处理与lonworks其他节点通信;主处理器应用部分调用shortstack api函数。主处理器设备的接口支持文件,由neuron c model file 通过使用shortstack向导来产生,产生数据表定义网络变量和收发器参数。而model file只需要声明网络变量nvs,配置属性cps和功能模块fbs,因此,可以不需要熟悉neuron c。
串行驱动程序为主处理器和从处理器之间提供一个独立的接口。整个串行驱动程序由两部分构成:上层驱动程序为主应用程序提供一个接口;底层驱动程序完成与神经元芯片的硬件接口。上层和底层驱动之间的数据交换通过缓冲队列完成。底层驱动程序与从处理器的通讯包括sci上传和sci下传两类,sci上传是数据由神经元芯片上传到主处理器;sci下传是数据由主处理器下传到神经元芯片。
2.2 shortstack的软件实现
采用提供的neuron c模板事例修改编写。主要修改ldvsci.h和ldvsci.c中与msp430f149处理器相关的语句。
在ldvsci.h中,修改为:
#define enable_rx_tx() (me1 | = utxe0+urxe0)
#define enable_tx_isr() (ie1 |= 0x80)
#define enable_tx_complete_isr() (ifg1|=0x80) //usart0发送标志
#define enable_rx_isr() (ie1|= 0x40) //enable sci receive interrupt
#define disable_tx_isr() (ie1 &= ~0x80)
#define disable_tx_complete_isr() (ifg1 &= ~0x80) // usart0发送标志复位
#define disable_rx_isr() (ie1 &= ~0x40)
#define check_rts() (p2out& 0x02) // check rts
#define check_cts() (p2in& 0x01) // check cts
#define assert_rts() (p2out &= ~0x02) // assert rts
#define deassert_rts() (p2out|= 0x01) // deassert rts
#define deassert_hrdy() (p2out |= 0x04) // deassert _hrdy
#define assert_hrdy() (p2out &= ~0x04) // assert _hrdy
在ldvsci.h中,修改了void sysresetsci(void) ,void sysinit(void),
void sysupdatewdt(void), @interrupt void rxint (void)以及@interrupt void txint (void)中与msp430f149相关的程序。
其他文件做少许改变,其中platform.h定义了big_endian and little_endian的区别,对应于哈佛结构和冯.诺伊曼体系结构。由于msp430f149核是冯.诺伊曼体系结构的,所以shortstack需用little_endian(即高字节存在高位地址)。
2.3 shortstack的硬件件实现
从处理器(如图2)采用tp/ft-10f控制模块,该模块由微型电路板构成, 包括一个3150 芯片、一块闪存、一个通信收发器、电源连接器、i/o 口和网络接口, 其中io_0~io_10 为神经元芯片3150 的11 个i/o 管脚用于对控制设备的连接, dataa 和datab 是ftt- 10收发器与网络的连接口,它能够将主处理器经过处理输出的数据发送到lon 总线,也可以将lon 总线上的消息传送给主处理器。
主处理器与神经元芯片之间的通信采用sci模式。sci接口是一个半双工串行异步通信接口,通信的格式是:一个起始位,8个数据位和一个停止位(lsb在先)。通信模式的选择由io3确定,io3接地选择sci通信模式。io5、io6则用来选择通讯速率。
3 μcos_ⅱ的移植
μcos_ⅱ的全部源代码,共16个文件。移植工作涉及的源文件分为三部分:与处理器
1 前言
lonworks现场总线是美国echelon公司推出的局部操作网络,它具有统一性、开放性、互操作性及支持多种通信介质等优良性能,是当今最流行的现场总线之一。但是由于lonworks控制节点的核心神经元芯片(neuron chip)的应用处理能力相对较弱,因而对于复杂的应用常使用主从处理器结构,主处理器完成用户的应用功能,而把neuron芯片作为通信协处理器。由于可以提高了节点的处理能力,节省资金和开发时间,因此,具有多功能的通用嵌入式主处理器具有很好的应用前景。本文采用的msp430f149主处理器是ti公司基具有较高的集成度的芯片,简化了应用系统的硬件设计,适合作为多用途智能节点。
2 shortstack的介绍和实现
2.1 shortstack的结构
shortstack微服务器是echelon公司提供的一套开发包,其结构图如下:
图1 shortstack结构图
由图可看到,主处理器与shortstack 微服务器通信通过shortstack api函数来实现,通常使用其中的5个,loninit(),loneventhandler(),lonpropagatenv(),lonpollnv()和lonsendservicepin()。shortstack micro server,运行shortstack固件,运行lontalk协议的1~6层;主处理器运行sci串口驱动程序,运行shortstack api函数,处理与lonworks其他节点通信;主处理器应用部分调用shortstack api函数。主处理器设备的接口支持文件,由neuron c model file 通过使用shortstack向导来产生,产生数据表定义网络变量和收发器参数。而model file只需要声明网络变量nvs,配置属性cps和功能模块fbs,因此,可以不需要熟悉neuron c。
串行驱动程序为主处理器和从处理器之间提供一个独立的接口。整个串行驱动程序由两部分构成:上层驱动程序为主应用程序提供一个接口;底层驱动程序完成与神经元芯片的硬件接口。上层和底层驱动之间的数据交换通过缓冲队列完成。底层驱动程序与从处理器的通讯包括sci上传和sci下传两类,sci上传是数据由神经元芯片上传到主处理器;sci下传是数据由主处理器下传到神经元芯片。
2.2 shortstack的软件实现
采用提供的neuron c模板事例修改编写。主要修改ldvsci.h和ldvsci.c中与msp430f149处理器相关的语句。
在ldvsci.h中,修改为:
#define enable_rx_tx() (me1 | = utxe0+urxe0)
#define enable_tx_isr() (ie1 |= 0x80)
#define enable_tx_complete_isr() (ifg1|=0x80) //usart0发送标志
#define enable_rx_isr() (ie1|= 0x40) //enable sci receive interrupt
#define disable_tx_isr() (ie1 &= ~0x80)
#define disable_tx_complete_isr() (ifg1 &= ~0x80) // usart0发送标志复位
#define disable_rx_isr() (ie1 &= ~0x40)
#define check_rts() (p2out& 0x02) // check rts
#define check_cts() (p2in& 0x01) // check cts
#define assert_rts() (p2out &= ~0x02) // assert rts
#define deassert_rts() (p2out|= 0x01) // deassert rts
#define deassert_hrdy() (p2out |= 0x04) // deassert _hrdy
#define assert_hrdy() (p2out &= ~0x04) // assert _hrdy
在ldvsci.h中,修改了void sysresetsci(void) ,void sysinit(void),
void sysupdatewdt(void), @interrupt void rxint (void)以及@interrupt void txint (void)中与msp430f149相关的程序。
其他文件做少许改变,其中platform.h定义了big_endian and little_endian的区别,对应于哈佛结构和冯.诺伊曼体系结构。由于msp430f149核是冯.诺伊曼体系结构的,所以shortstack需用little_endian(即高字节存在高位地址)。
2.3 shortstack的硬件件实现
从处理器(如图2)采用tp/ft-10f控制模块,该模块由微型电路板构成, 包括一个3150 芯片、一块闪存、一个通信收发器、电源连接器、i/o 口和网络接口, 其中io_0~io_10 为神经元芯片3150 的11 个i/o 管脚用于对控制设备的连接, dataa 和datab 是ftt- 10收发器与网络的连接口,它能够将主处理器经过处理输出的数据发送到lon 总线,也可以将lon 总线上的消息传送给主处理器。
主处理器与神经元芯片之间的通信采用sci模式。sci接口是一个半双工串行异步通信接口,通信的格式是:一个起始位,8个数据位和一个停止位(lsb在先)。通信模式的选择由io3确定,io3接地选择sci通信模式。io5、io6则用来选择通讯速率。
3 μcos_ⅱ的移植
μcos_ⅱ的全部源代码,共16个文件。移植工作涉及的源文件分为三部分:与处理器
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