TMS320C6416与CAN控制器的接口实现

摘要：分析了数字信号处理器TMS320C6416和CAN控制器SJAl000的接口时序。给出了基于复杂可编程逻辑器件EPM7512的DSP数字信号处理器和CAN控制器之间的接口电路，同时给出了详细的软硬件实现方法。
关键词：TMS320C6416；SJAl000；CPLD；接口电路

O 引言
    CAN总线是现场总线中的一个应用热点，可支持分布式控制和适时控制的串行通信网络。由于CAN总线具有通信速率高、开放性好、报文
短、纠错能力强以及控制简单、扩展能力强、系统成本低等特点，因而其应用越来越受到人们的关注。基于CAN总线的CAN控制器具有完成CAN
总线通信协议所要求的全部必要功能，因此，CAN控制器与其它微处理器的接口已成为设计CAN总线系统的首要工作。目前已有一些微处理器将CAN控制器嵌入到系统之中，但是，仍有大量人们比较熟悉的微处理器并不带有CAN控制器。为此，本文介绍了CAN控制器SJAl000与DSP芯片TMS320C6416的接口电路。
    SJAl000是符合CAN2．0B标准的CAN通信控制器，该器件具有完成高性能通信协议所要求的全部特性，同时具有下列特性：
    ◇可连接各种微控制器接口；
    ◇取决于报文标志符的总线访问优先权；
    ◇强有力的错误处理能力；
    ◇可组态总线接口；
    ◇带有位填充功能的非归零编码／解码；
    ◇输出驱动器状态可编程。
    TMS320C6416是一款高性能DSP数字信号处理器。它基于C64x核心架构，并集成了丰富的外围设备和接口，最高主频可达到1．0GHz。TM-S320C6416以高速的处理能力和出色的接口能力，已广泛用于当今技术的各个领域。

1 TMS320C6416与SJAlOOO的接口设计
1．1 INTEL方式下SJAl000的读写时序
    INTEL方式下，SJAl000的读、写时序图如图1所示。

    在INTEL方式下读写SJAl000时，其地址和数据是分时传送的，地址在前，数据在后。ALE为高时，为地址总线周期；ALE为低电平，同时
也为低时，为数据总线周期。为低时，为读数据；为低时，为写数据。
1．2 TMS320C6416的读写时序
    数字信号处理器TMS320C6416的读写时序如图2所示。

    TMS320C6416的数据线和地址线是分开的，而SJAl000的数据线和地址线是复用的。所以TMS320C6416不能与SJAl000直接对连，而必须将数据和地址线进行转换后才能连接。
1．3 TMS320C6416与SJAl000的接口设计
    TMS320C6416的数据总线和地址总线是分开的。在对存储器操作时，地址和数据几乎是同时出现的，而且系统采用流水线工作方式，TMS-320C6416的地址和数据总线是无法与SJAl000的AD0～AD7直接连接的，也没有方法可以将SJAl000的RAM直接映射到TMS320C6416的存储器中。因此，为了实现TMS320C6416与SJAl000的接口，应将SJAl000的ALE和直接映射为TMS320C6416的两个I／O端口。可将SJA1000的ADO～AD7直接和TMS320C6416的BED0～BED7连接。当ALE为高电平时，TMS320C6416的BED0～BED7送数据给SJAl000，表示地址值；当ALE为低电平，而且也为低电平时，TMS320C6416的BED0～BED7则和SJAl000交换数据。在这种方法中，可以利用ALE为高电平和为低电平来区分地址总线周期和数据总线周期。
    图3所示是其硬件连接方法。

    图3中的PCA82C250为CAN串行链接I／O器件。CPLD芯片EPM7512用于产生相应的控制信号并输出给SJAl000，从而控制SJAl00O的地址和数据总线周期。

2 基于EPM7512的接口逻辑
    EPM7512是AIZERA公司生产的复杂可编程逻辑器件(CPLD)，可与AIXERA公司的QuartusII开发系统软件配合，并可以100％地模仿TTL。采用EPM7512作为DSP的外部接口扩展，可非常方便而且灵活地实现接口功能。
    DSP处理器的地址线BEAl5经CPLD产生片选信号后，可由地址线BEA15作为CAN控制器的地址和数据选择线，并和一起产生SJAl000的地址锁存信号ALE。BEAl5为l时，地址有效；BEAl5为0时，数据有效。
    采用ModelSim仿真软件可对接口电路进行功能仿真，其仿真结果如图4所示，能够满足SJAl000的读写时序要求。

3 接口电路的软件读写操作
    CAN控制器SJAl000的地址线和数据线可映射为DSP芯片TMS320C6416的外部程序存储EMIFB的CE3区域，其在DSP控制器上的地址分别为0x6-C008000和0x6C000001。其用C语言编程的实现代码如下：
    #defineTXB 16
    #define RXB 16
    (char*) CANAS= (char*) 0x6c008000；／／定义CAN控制器数据线
    (char*) CANCS=(char*)0x6c000001；／／定义CAN控制器地址线
    ／／以下两句为SJAl000的控制寄存器MOD(PeliCAN模式下地址0)赋值Ox09；
    *CANAS=0；／／提供CAN控制器寄存器地址
    *CANCS=0x09；／／提供CAN控制器寄存器数据
    ／／以下两句从SJAl000的状态寄存器SR (PeliCAN模式下基地址+2)读取数据；
    *CANAS=2；／／提供CAN控制器寄存器地址
    *SR=CANCS&0xoff；／／读取CAN控制器数据。

4 结束语
    本文提供了一种基于CPLD的DSP处理器TMS320C6416和CAN控制器SJAl000接口方法，该实现方法比传统硬件逻辑门电路的实现方法更加方便灵活。通过对该方法的软硬件实现进行的仿真结果证明，该设计可以稳定可靠的运行。