1 引 言

CAN總線" title="CAN總線">CAN總線是一種開放式、數(shù)字化、多點通信的串行總線，是一種具有較高性價比、能滿足分布式控制要求的現(xiàn)場總線，在控制領(lǐng)域得到廣泛采用。CAN的速率可達(dá)到1 Mb／s／40 M，最大傳輸距離可達(dá)10 km／5 kb／s。為了擴展CAN總線的監(jiān)控、管理功能，需要一種實時、可靠的CAN總線PC適配器" title="適配器">適配器，實現(xiàn)對CAN總線監(jiān)視、控制和操作。本文利用TMS320LF2407芯片自帶CAN模塊，設(shè)計成CAN的一個特殊節(jié)點。使其即能通過PCI接口同PC機進行數(shù)據(jù)交換，又能獨立與PC機自主運行。

2 適配器的硬件設(shè)計

2.1 CAN接口實現(xiàn)

以往CAN總線適配器多數(shù)采用Intel82527、Philips公司的SJA100等芯片來完成CAN通信控制。本文利用TMS320LF2407內(nèi)嵌的CAN模塊作為CAN通訊控制器，該模塊是一個16位的外設(shè)模塊。他完全支持CAN 2.0B協(xié)議，可工作在標(biāo)準(zhǔn)模式和擴展模式，支持?jǐn)?shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀，數(shù)據(jù)收發(fā)采用郵箱方式；有可編程位定時器，可對中斷配置編程，可編程實現(xiàn)總線喚醒功能；能自動回復(fù)遠(yuǎn)程請求，有完備的錯誤診斷功能；可進行自測試，有自動收發(fā)功能。PCA82C250是驅(qū)動CAN控制器和物理總線間的接口芯片，與DSP" title="DSP">DSP2407的CAN模塊相連，完成DSP對CAN總線的差動發(fā)送和接收功能。

2.2 PCI接口實現(xiàn)

采用H.X公司的PCI9052實現(xiàn)PCI總線" title="PCI總線">PCI總線接口功能，PCI9052可與多種局部總線相連接，并且可支持相對慢的局部總線，在PCI總線上達(dá)到突發(fā)傳輸速率132 m／s。PCI9052擁有讀寫FIFO，32位的字寬，33 M的PCI總線時鐘頻率。主要功能與特性如下：

(1)符合PCI2.1規(guī)范的目標(biāo)，接口芯片支持低成本從屬適配器；

(2)支持非復(fù)用或多路復(fù)用8位、16位、32位局部總線；

(3)串行E2PROM用于裝載配置信息；

(4)具有5個局部地址空間和4個局部地址空間的片選信號；

(5)支持局域總線與PCI時鐘的異步運行。

2.3 總體設(shè)計思想

適配器采用存儲器共享的方式實現(xiàn)DSP與PC的數(shù)據(jù)交換。其中共享存儲器選用集成雙口RAM IDT7130。IDT7130容量為1 kb，其左口連接DSP2407，右口連接PCI9052，使用存儲器尋址方式。同時，對IDT7130 2個端口的仲裁采用的是中斷線的方式。片上的DSP和PC機通過互發(fā)中斷來讀取IDT7130的數(shù)據(jù)。這樣使IDT7130成為上位機和DSP的數(shù)據(jù)交換中介，DSP能夠?qū)崟r處理從上位機傳來的命令和數(shù)據(jù)，同時把各個CAN節(jié)點的信息傳給上位機。利用一塊串行E2PROM(93CA6B)存放適配器的PCI配置信息。上電后訪問93C46B，實現(xiàn)本適配器的自動配置。Altera公司的EPM7064S完成地址譯碼和邏輯控制。適配器原理圖如圖1所示：
 

2.4 電源、地及噪聲的處理

在本設(shè)計中對電源的處理首先將模擬部分的電源和數(shù)字電路部分的電源進行隔離，即分別供電。模擬電路部分的5 V電源分別取自PCI總線上的12 V電源，經(jīng)線性穩(wěn)壓后，再經(jīng)去耦、濾波后引至專門設(shè)計的模擬電源平面。數(shù)字部分的5 V電源直接取自PCI總線上的5 V電源。數(shù)字部分的3.3 V電源亦取自PCI總線上的5 V電源，經(jīng)穩(wěn)壓后得到。在PCB的層結(jié)構(gòu)設(shè)計中也充分考慮到盡可能地保留完整、大而積的電源平面層。適配器的“地”事實上分為模擬地和數(shù)字地2部分。這2部分最終在電源平面入口處相連。使得模擬地相對干凈。從而減少疊加到信號上的噪聲，有利于提高信噪比。

3 適配器的硬件設(shè)計

適配器的硬件設(shè)計主要包括2部分：PCI適配器驅(qū)動軟件部分和DSP數(shù)據(jù)采集處理軟件部分。

3.1 PCI適配器驅(qū)動程序設(shè)計

由于PCI設(shè)備的中斷，1／0端口、映射內(nèi)存等資源都是動態(tài)分配的，必須編寫驅(qū)動程序管理硬件，才能供用戶編程使用。考慮到適配器的通用性和兼容性，驅(qū)動程序的開發(fā)采用支持Windows XP，Windows 2000，Windows 98的WDM驅(qū)動程序。開發(fā)工具采用Visual C++6.0。WDM(WindowsDriver Model)是NT4.0內(nèi)核模式設(shè)備驅(qū)動程序模型的擴展形式，是為基于Windows 2000的設(shè)備驅(qū)動程序提供的一種新的開發(fā)模型。本設(shè)計使用開發(fā)工具WINDRIVER大大簡化驅(qū)動程序的開發(fā)。通過DiverWizard開發(fā)者很容易生成驅(qū)動程序框架，同時，WINDRIVER和VC有很好的接口。生成驅(qū)動框架后在VC中就可以通過在工程項目中加入9052_lib.c，在應(yīng)用程序開頭直接引用#include"9052lib.h"，并0添加特定的驅(qū)動代碼完成驅(qū)動程序的編寫。下面是驅(qū)動程序主函數(shù)的部分代碼：