【正文】 PHASE)是指沒有總線操作的時段，此時FRAME和3RDY無效。此外PCI總線主設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備都可以通過在IRDY和TRDY有效前加入若干等待周期以延遲傳輸開始時間。 由于AD（6）們一直由總線主控設(shè)備驅(qū)動，所以不需要周轉(zhuǎn)周期。寫操作期間的數(shù)據(jù)傳輸方式類似于讀操作。在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，總線的主控設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備都可以終止當(dāng)前的總線操作。通常情況下，總線主控設(shè)備可以通過設(shè)置FRAME無效、IRDY有效來指示最后一個數(shù)據(jù)周期。目標(biāo)設(shè)備則通過設(shè)置STOP有效來請求終止，然后由主控設(shè)備來終止操作。 PCI總線支持成組突發(fā)方式傳送。其他總線傳輸協(xié)議不同，PCI總線不使用單獨的信號線和命令來定義突發(fā)方式的進(jìn)行，而是通過FRAME和IRDY信號時序的變化使單個數(shù)據(jù)的傳輸自然地轉(zhuǎn)成突發(fā)方式。 在地址期，單個和突發(fā)傳輸協(xié)議是一致的。在數(shù)據(jù)期，當(dāng)PCI主設(shè)備準(zhǔn)備好接收或傳輸數(shù)據(jù)時，IRDY有效。如果FRAME在IRDY有效的同時無效，即開始第一個數(shù)據(jù)傳輸時無效，說明此操作為單一數(shù)據(jù)傳輸。如果FRAME仍保持有效，則該方式為突發(fā)方式。一個突發(fā)傳送包括一系列微傳送(micro access),第一個微傳送的地址稱基地址(base address),在地址期得到。隨后的微傳送地址將根據(jù)這一基地址做相應(yīng)的增加得到。與單一方式一樣，當(dāng)FRAME無效而IRDY有效時，突發(fā)傳輸進(jìn)行最后數(shù)據(jù)傳送，,FRAME和IRDY都無效時，傳輸結(jié)束[7]。 中斷確認(rèn)周期可以認(rèn)為是一個特殊的讀操作，主設(shè)備為HOST/PCI橋路，目標(biāo)設(shè)備為含有中斷控制器的PCI總線設(shè)備。PCI總線規(guī)則支持分布式的中斷申請信號線(INTX), TNTX信號線的目的可以允許特殊的PCI設(shè)備對主CPU進(jìn)行總線申請。當(dāng)一個設(shè)備對總線提出申請之后，主CPU通過HOST/PCI橋路執(zhí)行一個中斷確認(rèn)周期。中斷控制器的任務(wù)是在該周期的數(shù)據(jù)周期把中斷矢量放在AD[31:00]信號線上。其主要特點如下[7]。 1)中斷確認(rèn)周期執(zhí)行無需譯碼，所以包含中斷控制器的PCI總線設(shè)備對操作的響應(yīng)通過置DEV SEL有效完成。 2)響應(yīng)中斷確認(rèn)周期的PCI設(shè)備通過TRDY信號延長周期，與其他傳送一樣，TRDY與主設(shè)備(HOSTlPCI橋路)的IRDY共同決定周期長度。 3)中斷確認(rèn)周期只能是讀操作。 4)可以按單個讀或突發(fā)讀方式操作。 5)主設(shè)備可以由主設(shè)備故障終止、目標(biāo)設(shè)備可以由重試終止、斷開終止、目標(biāo)設(shè)備故障 終止來結(jié)束周期。5. PCI總線仲裁[7] PCI總線結(jié)構(gòu)采用集中仲裁機制，每1個PCI主設(shè)備都有獨立的REQ(總線占用請求)和GNT(總線占用允許)2條信號線與中央仲裁器(central arbiter)相連。由中央仲裁器對各設(shè)備的申請進(jìn)行仲裁，決定由誰占用總線。PCI總線規(guī)則并沒有給中央仲裁器建立1個明確的協(xié)議，它要求中央仲裁器支持一個合理的算法，給每個PCI主設(shè)備確立獲得總線控制權(quán)的等待時間。協(xié)議基本要求： 1)對總線所有權(quán)提出申請的設(shè)備必須具備立刻開始總線周期的能力。如果被授予總線所有權(quán)后(GNT有效)，主設(shè)備尚不能開始總線操作，它應(yīng)放棄所有權(quán)，而由中央仲裁器重新仲裁。如果該設(shè)備不放棄所有權(quán)，且在第16個CLK周期仍不能開始操作，中央仲裁器則認(rèn)為該主設(shè)備為“死設(shè)備”，以后也不再授予其總線所有權(quán)。 2)被授予總線所有權(quán)的主設(shè)備應(yīng)在8個CLK(推薦為23個)周期內(nèi)，驅(qū)動AD[31:00」和CBE[3:00〕信號線至1個穩(wěn)定電平。在9個CLK(推薦為3 ^4個)周期內(nèi)驅(qū)動PAR信號至1個穩(wěn)定電平。 3)當(dāng)一個主設(shè)備擁有總線所有權(quán)時(REQ和。NT都有效)，如果中央仲裁器想把總線所有權(quán)轉(zhuǎn)給另外一個主設(shè)備，它將置當(dāng)前設(shè)備的GNT無效，此時有2種情況:t1)當(dāng)前主設(shè)備正在進(jìn)行操作(FRAME有效)，那么當(dāng)前主設(shè)備完成操作后，交回總線所有權(quán)。t2)當(dāng)前主設(shè)備處子空閑期(和IDRY均無效)，它將立刻交回所有權(quán)。 4) PCI主設(shè)備可在任何需要時刻對總線提出申請，REQ有效后，也可在任何時刻撤回申請。但在1個操作周期時如果發(fā)生重試、斷開、目標(biāo)設(shè)備故障引起的操作終止，REQ必須置為無效。這是因為中央仲裁器只監(jiān)測PCI總線的REQ,FRAME和IRDY信號，而對STOP信號引起的終止是不知道的，這樣將不能及時把總線所有權(quán)轉(zhuǎn)給其他提出申請的設(shè)備，因此要置RE則無效。 如果總線不是在空閑狀態(tài)，1個主設(shè)備的GNT無效和下1個主設(shè)備的GNT有效之間至少應(yīng)有1個CLK周期，否則會在AD和PAR信號線上出現(xiàn)時序沖突。 過去的運動控制卡同伺服系統(tǒng)通訊一般都采用RS232或者RS485進(jìn)行通訊，由于RS232的通訊速度低，不能滿足數(shù)控系統(tǒng)實時性能的要求，雖然RS485的速度高，但是這種接口的通信多為查詢方式，效率低，難以滿足較高的實時性要求。再者，使用RS422/485接口的通信網(wǎng)工作在主/從模式，主節(jié)點成為系統(tǒng)的瓶頸，一旦主節(jié)點出故障，會導(dǎo)致整個通信系統(tǒng)的癱瘓。另外，由于 RS422/485接口通信規(guī)約缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備很難互連，不適合開放系統(tǒng)的建設(shè)，因而需采用新的技術(shù)替代這種通信方式。 CAN總線原理與特點1. CAN總線技術(shù)概述 CAN是控制器局域網(wǎng)(CAN， Controller Area Network)的簡稱，屬于現(xiàn)場總線地范疇。它最早用于汽車內(nèi)部測量和執(zhí)行部件之間地數(shù)據(jù)通訊，由德國Bosch公司提出，是一種有效支持分布式實時控制地串行通信網(wǎng)絡(luò)。 CAN總線是一種典型地串行總線地結(jié)構(gòu)形式，以半雙工的方式工作，采用基于數(shù)據(jù)的傳輸方式，消息可以在任何時候由任何節(jié)點發(fā)送到空閑地總線上，并被其他所有節(jié)點接受、判斷后決定是否應(yīng)用這個消息。其物理層可以使用雙絞線，符合IS011898標(biāo)準(zhǔn)，其數(shù)據(jù)鏈路層采用了具有優(yōu)先級控制地載波偵聽及碰撞檢測機制(CSMA/CD)。 CAN總線的主要特點: 1) CAN總線地通訊速率為1Mbps/40m和5Kbps/10km，節(jié)點數(shù)可達(dá)110個，傳輸介質(zhì)為雙絞線或光線； 2) CAN可以實現(xiàn)全分布式多機系統(tǒng)，且無主從機之分，每個節(jié)點均可在任何時刻主動向網(wǎng)絡(luò)上地其他節(jié)點發(fā)送信息，可采用點對點、一點對多點及全局廣播等幾種方式傳送數(shù)據(jù)。 3) CAN采用非破壞性總線總裁技術(shù)，將節(jié)點信息分為不同地優(yōu)先級，可滿足不同地實時要求。 4) CAN總線地報文采用短幀的結(jié)構(gòu)，每幀信息都有CRC校驗以及其他檢錯措施，使數(shù)據(jù)出錯率極低，平均誤碼率小于1013，可靠性極高； 5)當(dāng)節(jié)點出現(xiàn)嚴(yán)重的錯誤時，具有自動關(guān)閉總線的功能，切斷它與總線的聯(lián)系，可使總線上的其他操作不受影響。 6) CAN總線的成本低，僅為令牌總線的幾十分之一。由于CAN總線的優(yōu)良特性，得 到了國際上許多大公司的支持，使硬件接口簡單、編程方便、系統(tǒng)構(gòu)成容易。目前，CAN的應(yīng)用范圍遍及高速網(wǎng)絡(luò)到低成本的工業(yè)測控網(wǎng)絡(luò)，公認(rèn)為極具發(fā)展前途的現(xiàn)場總線之一。 為適應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計的開放性要求，CAN總線的通信網(wǎng)絡(luò)依照開放系統(tǒng)互聯(lián)規(guī)范，按層次結(jié)構(gòu)設(shè)置。按照ISO制定的OS工七層網(wǎng)絡(luò)通信模型的要求，并考慮到作為工業(yè)測控的底層網(wǎng)絡(luò)，其信，息傳輸盤相對較少，信息傳輸?shù)膶崟r性要求較高，現(xiàn)場連接方式也較簡單，所以，CAN網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計只采用了符合OSI規(guī)范的三層結(jié)構(gòu)模型:物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層，如圖31所示。PLS 位編碼 位定時 同步物理層MAC 數(shù)據(jù)封裝/拆裝 楨編碼（填充/解除填充） 介質(zhì)訪問管理 錯誤檢測 出錯檢測 應(yīng)答 串行化LLC 接收濾波 超載濾波 恢復(fù)管理數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層（由系統(tǒng)開發(fā)）應(yīng)用層物理層數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)層運輸層會話層表示層PMA 驅(qū)動器/接收器特征MDI 連接器 圖31 CAN的分層結(jié)構(gòu)圖中，物理層定義信號怎樣傳輸，完成電氣連接，實現(xiàn)驅(qū)動器接收器特性:數(shù)據(jù)鏈路層由分為媒體訪問控制CMAC)子層和邏輯鏈路控制(LLC)子層:MAC子層是實現(xiàn)CAN協(xié)議的核心，它的功能主要是傳送規(guī)則，即控制幀結(jié)構(gòu)、執(zhí)行仲裁、錯誤檢測、出錯標(biāo)定和故障界定:LLC子層的功能主要是報文濾波、超載通知和恢復(fù)管理。網(wǎng)絡(luò)的物理層和鏈路層的功能由CAN接口器件完成，而應(yīng)用層的功能則由應(yīng)用系統(tǒng)的處理器來完成。通訊協(xié)議為了實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點及總線的完善管理，保證系統(tǒng)的可靠性，CAN通訊協(xié)議規(guī)定了四種不同用途的網(wǎng)絡(luò)通訊幀，即:數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、錯誤指示幀和超載幀。數(shù)據(jù)幀用于各個節(jié)點之間的傳送數(shù)據(jù)或指令。數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)如圖34所示，由7位不同的場位組成:幀起始、仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場、CRC校驗場、應(yīng)答場和幀結(jié)束。遠(yuǎn)程幀是在網(wǎng)絡(luò)上的接受節(jié)點需要尋址數(shù)據(jù)源時才向總線發(fā)出的，以啟動源節(jié)點發(fā)幀結(jié)束ACK場CRC場數(shù)據(jù)場控制場仲裁場幀起始圖32 CAN的數(shù)據(jù)幀送各自的數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程幀與數(shù)據(jù)幀在格式上相似，不同之處僅是RTR被置高、數(shù)據(jù)長度碼無效及無數(shù)據(jù)場。 出錯指示幀是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上的接受節(jié)點檢測到總線上的報文出錯時向總線發(fā)出的一組錯誤指示信息，通知發(fā)送方當(dāng)前報文未被正確接受，重新發(fā)送當(dāng)前報文超載幀用于通知網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點目前接受節(jié)點正忙或總線正忙，請各節(jié)點暫緩發(fā)送。 CAN通訊協(xié)議的實現(xiàn)，包括各種通訊協(xié)議的組織和發(fā)送，均是由集成在CAN通信控制器中的電路實現(xiàn)的，因此，系統(tǒng)的軟件開發(fā)人員的主要精力應(yīng)集中在應(yīng)用層軟件的開發(fā)上。 基于上述問題，由于CAN總線屬于現(xiàn)場總線的一種，所以它具有現(xiàn)場總線的特征。 1) 實現(xiàn)了全分布式多機系統(tǒng)，無主從機之分，網(wǎng)絡(luò)上任何節(jié)點均可在任意時刻主動地向其它節(jié)點發(fā)送信息，通信方式十分靈活。 2) 采用非破壞性總線優(yōu)先級仲裁技術(shù)，當(dāng)兩個節(jié)點同時向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送消息時，優(yōu)先級低的節(jié)點主動停止發(fā)送數(shù)據(jù)，而優(yōu)先級高的節(jié)點可以不受影響地繼續(xù)發(fā)送信息，有效避免了總線沖突。按節(jié)點類型分成不同的優(yōu)先級，可以滿足不同的實時要求。 3) CAN可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請求。通過發(fā)送一個遠(yuǎn)程幀，需要數(shù)據(jù)的節(jié)點可以請求另一節(jié)點發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀，該數(shù)據(jù)幀和對應(yīng)的遠(yuǎn)程幀以相同的標(biāo)識符功命名。 4) CAN總線報文傳輸不含目標(biāo)地址，以全網(wǎng)廣播為基礎(chǔ)，各個接收站根據(jù)報文中反映數(shù)據(jù)性質(zhì)的標(biāo)識符過濾報文，決定是否接收，其優(yōu)點在于可實現(xiàn)在線上網(wǎng)(下網(wǎng))、即插即用和多點接收。 5) CAN采用監(jiān)視總線、循環(huán)冗余檢驗、位填充和報文格式檢查等措施，保證了極低的信息出錯率。 6) CAN節(jié)點有能力識別永久性故障和短暫擾動，且故障節(jié)點在錯誤嚴(yán)重時會自動切斷與總線的聯(lián)系。 7) CAN中已損報文由檢出錯誤的任何節(jié)點進(jìn)行標(biāo)定。這樣的報文將失效，并自動進(jìn)行重新發(fā)送。 8) CAN每幀數(shù)據(jù)信息為0—8字節(jié)，具體長度由用戶決定。 9) 以N總線用戶接口簡單，編程方便，配置靈活，很容易構(gòu)成用戶系統(tǒng)。這些特定完全符合開放體系結(jié)構(gòu)的要求，同時，CAN總線具有可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強、通信速率快、造價及維護(hù)成本低等優(yōu)點，非常適合開放式|注塑模具|沖壓模具|工藝夾具|減速器|變速器|機械手|機器人|汽修設(shè)計|數(shù)控加工編程|數(shù)控改造|數(shù)控機床|液壓設(shè)計|機電PLC控制|單片機|專用組合機床|污水處理工程|化工設(shè)備類|自動生產(chǎn)線類|三維造型類UGPRESW|鉆床類|礦用機械|農(nóng)用機械|專用機械|本科精品設(shè)計|部分下載|為很快找到自己要的題目，可以通過上面分類選擇，也可以直接聯(lián)系：249796576題目每天在更新，一定有你要的資料，24小時客服:249796576,也可點進(jìn)網(wǎng)站下載到歷屆同學(xué)的設(shè)計內(nèi)容.存儲器空間，因而必須分時進(jìn)行，嚴(yán)重制約了數(shù)據(jù)吞吐率，在高速運算時，往往在傳輸通道上出現(xiàn)瓶頸效應(yīng)。 與一般微處理器不同，DSP內(nèi)部一般采用的是哈佛(HarVar)體系結(jié)構(gòu)。哈佛結(jié)構(gòu)是一種并行體系結(jié)構(gòu)，它將數(shù)據(jù)和程序分別存儲在不同的存儲器中，即程序存儲器(PM)和數(shù)據(jù)存儲器(DM)各自獨立，獨立編址，獨立訪問。與此相對應(yīng)，系統(tǒng)中設(shè)置了至少四套總線:程序總線、數(shù)據(jù)總線、程序的地址總線、數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線和數(shù)據(jù)的地址總線。這種分開的程序總線和地址總線，可允許同時獲取指令字(來自程序存儲器)和操作數(shù)(來自數(shù)據(jù)存儲器)，而互不干擾，這意味著在一個機器周期內(nèi)可以同時推備好指令和操作數(shù)，使數(shù)據(jù)吞吐率大大提高。 （2）多處理單元 DSP內(nèi)部一般都包括多個處理單元，如硬件乘法器(MUL ),累加器(CACC)、算術(shù)邏輯單元(AsU),輔助算術(shù)單元(ARAU)以及DMA控制器等。它們都可以在一個獨立的指令周期內(nèi)執(zhí)行完計算任務(wù)，并且這種運算往往是同時完成的。例如，當(dāng)完成一個乘法和累加的同時，輔助算術(shù)單元已經(jīng)完成了下一個地址的尋址工作，為下一次的運算做好了充分的準(zhǔn)備。因此，DSP可以完成連續(xù)的乘法、加法運算。DSP的這種多處理單元結(jié)構(gòu)還表現(xiàn)在將一些特殊算法做成硬件以提高速度，如典型的FFT的位反轉(zhuǎn)尋址等。 （3）流水線結(jié)構(gòu)與哈佛結(jié)構(gòu)相關(guān)。DSP廣泛采用流水線以減少指令執(zhí)行時間，從而增強了處理器的處理能力。耍執(zhí)行一條DSP指令，需耍通過取指令，譯碼，取操作數(shù)和執(zhí)行等幾個階段。DSP的流水線操作是指它的這幾個階段在程序執(zhí)行過程中是重疊的。 CLX取操作 數(shù)譯碼 N N+1 N+2 N+3取指令執(zhí)行 N1 N N+1 N+2 N2 N1 N N+1 圖33 四級流水線操作示意圖如圖所示，為四級流水線操作過程