專利名稱：運(yùn)動(dòng)控制器的ieee 1394通訊接口系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有線傳輸技術(shù)領(lǐng)域的通訊系統(tǒng)，具體是一種運(yùn)動(dòng)控制器的 IEEE 1394通訊接口系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)大多使用基于計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)總線的運(yùn)動(dòng)控制器，通過(guò)連接 上位計(jì)算機(jī)與運(yùn)動(dòng)控制器之間的總線來(lái)實(shí)現(xiàn)通訊。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)所使用的總線形 式多種多樣，有ISA接口、 PCI接口、 VME接口、 RS232接口、 USB接口，以及以 太網(wǎng)、RS485、 SERC0S、 Profibus等現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)通信接口。目前，新出現(xiàn)的IEEE 1394 標(biāo)準(zhǔn)已逐漸成為在計(jì)算機(jī)上流行的接口標(biāo)準(zhǔn)之一。相對(duì)于其它總線形式而言， IEEE 1394用于運(yùn)動(dòng)控制的主要優(yōu)點(diǎn)是， 一方面是它支持對(duì)等通信，各個(gè)IEEE 1394的節(jié)點(diǎn)可以脫離主機(jī)自主執(zhí)行事物，另一方面它可以構(gòu)建一個(gè)快速的實(shí)時(shí) 網(wǎng)絡(luò)。IEEE (電子和電器工程師協(xié)會(huì))在1995年認(rèn)可的IEEE 1394-1995規(guī)范和 2000年推出的IEEE 1394a-2000規(guī)范支持高達(dá)400 Mb/s的傳輸速率，而1394b 支持的傳輸速率為800Mb/s-1.6Gb/s，使用塑料光纖時(shí)可能提高到3.2Gb/s。此 外，目前的運(yùn)動(dòng)控制器大多采用DSP和FPGA技術(shù)，針對(duì)這種運(yùn)動(dòng)控制器，無(wú)論 它具體使用什么型號(hào)的DSP芯片，應(yīng)用于什么系統(tǒng)，它的DSP芯片都可以通過(guò)掛 接FPGA然后通過(guò)IEEE 1394通訊接口系統(tǒng)接入到上位計(jì)算機(jī)，這使得運(yùn)動(dòng)控制 器與IEEE 1394通訊接口系統(tǒng)的連接靈活而方便?？偠灾?，將IEEE 1394總線 引入運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)具有極大的必要性，對(duì)于提高運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的通訊性能具有重 大的意義。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利公開號(hào)為CN1411250的中國(guó)專利， 提供了一種實(shí)時(shí)信號(hào)分析儀的USB通訊接口系統(tǒng)，該專利包括USB控制器電路， 串口 EEPROM存儲(chǔ)器電路，RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器電路，USB通訊接口插座電路，以及電 壓控制電路。該系統(tǒng)在USB協(xié)議的支持下可以實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)吞吐，更好的 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信號(hào)處理可以應(yīng)用于各種需要與上位機(jī)PC機(jī)進(jìn)行通訊的實(shí)時(shí)信號(hào)分析儀。但是該系統(tǒng)無(wú)法使用在IEEE 1394協(xié)議框架下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種運(yùn)動(dòng)控制器的IEEE 1394通訊接口 系統(tǒng)，用于解決各種運(yùn)動(dòng)控制器與上位計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)大批量數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ崋?題。本發(fā)明在IEEE 1394協(xié)議框架下，通過(guò)軟件的支持，使運(yùn)動(dòng)控制器可以方便 快捷的連接上位計(jì)算機(jī)。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明包括DSP電路，IEEE 1394控制器電路、雙口RAM存儲(chǔ)器電路、IEEE 1394通訊接口插座電路、電壓控制電路以及復(fù)位電路。DSP電路經(jīng)引出線分別與 IEEE 1394控制器電路、雙口RAM存儲(chǔ)器電路、電壓控制電路、復(fù)位電路連接； IEEE 1394控制器電路經(jīng)引出線分別于與電壓控制電路、復(fù)位電路以及IEEE 1394 通訊接口插座電路連接；雙口 RAM存儲(chǔ)器電路經(jīng)引出線與電壓控制電路連接； IEEE 1394通訊接口插座電路經(jīng)IEEE 1394傳輸電纜連接至上位計(jì)算機(jī)。
所述的DSP電路，其核心為一塊DSP芯片，DSP芯片用于控制IEEE1394芯 片和雙口 RAM芯片，DSP芯片首先初始化IEEE1394芯片和雙口 RAM芯片，接下 來(lái)，在1394芯片接收到1394數(shù)據(jù)后，DSP將有效數(shù)據(jù)從IEEE1394控制器提取 出來(lái)存入雙口RAM，在雙口 RAM接收到運(yùn)動(dòng)控制器寫入的數(shù)據(jù)后，DSP將數(shù)據(jù)從 雙口RAM中讀出，請(qǐng)求1394芯片將數(shù)據(jù)發(fā)送出去；此外，DSP電路的JTAG接口 用于連接DSP仿真器。
所述的IEEE1394控制器電路，其核心為一塊IEEE1394芯片，IEEE1394芯
片接收IEEE1394通訊接口插座電路傳來(lái)的數(shù)據(jù)，提示DSP收到1394數(shù)據(jù)，并在
接收到DSP的讀請(qǐng)求后將數(shù)據(jù)提供給DSP;在收到DSP的發(fā)送1394數(shù)據(jù)請(qǐng)求后，
將待發(fā)送數(shù)據(jù)通過(guò)IEEE1394通訊接口插座電路發(fā)送出去。
所述的IEEE1394通訊接口插座電路，將上位計(jì)算機(jī)通過(guò)IEEE1394傳輸電纜
發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)傳遞給IEEE1394控制電路，將IEEE1394控制器電路發(fā)給上位計(jì)算
機(jī)的數(shù)據(jù)通過(guò)IEEE1394傳輸電纜發(fā)送出去。
所述的雙口 RAM存儲(chǔ)器電路，其一側(cè)端口與DSP交互，另一側(cè)端口與運(yùn)動(dòng)控
制器交互；儲(chǔ)存DSP傳來(lái)的命令數(shù)據(jù)，在運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)出讀數(shù)據(jù)請(qǐng)求后將數(shù)據(jù)傳
給運(yùn)動(dòng)控制器接口；儲(chǔ)存運(yùn)動(dòng)控制器接口傳來(lái)的數(shù)據(jù)，在DSP發(fā)出讀數(shù)據(jù)請(qǐng)求后
將數(shù)據(jù)傳給DSP。所述的電壓控制電路，將外接的5V電源轉(zhuǎn)換為3. 3V電源，提供給DSP電路， IEEE1394控制器電路，雙口 RAM存儲(chǔ)器電路和復(fù)位電路；將5V電源轉(zhuǎn)換為1. 9V 電源，提供給IEEE1394控制器電路。
本發(fā)明的信息處理內(nèi)容和流程為上位計(jì)算機(jī)通過(guò)IEEE 1394傳輸電纜以 IEEE1394數(shù)據(jù)包的形式向運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)送數(shù)據(jù)，IEEE1394數(shù)據(jù)包首先通過(guò) IEEE1394通訊接口插座電路傳給IEEE1394控制器電路，接著IEEE1394控制器 電路將數(shù)據(jù)包傳給DSP電路，然后DSP電路將數(shù)據(jù)包中的有效數(shù)據(jù)，即需要傳給 運(yùn)動(dòng)控制器的數(shù)據(jù)，提取出來(lái)，存入雙口 RAM存儲(chǔ)器電路，最后運(yùn)動(dòng)控制器通過(guò) 雙口RAM存儲(chǔ)器電路獲得數(shù)據(jù)；運(yùn)動(dòng)控制器需要向上位計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，首先 運(yùn)動(dòng)控制器將數(shù)據(jù)寫入雙口 RAM存儲(chǔ)器電路，接著DSP電路將數(shù)據(jù)從雙口 R雇存 儲(chǔ)器電路中讀出，將這些數(shù)據(jù)以及發(fā)送數(shù)據(jù)的指令傳給IEEE1394控制器電路， 然后IEEE1394控制器電路將數(shù)據(jù)打成IEEE1394數(shù)據(jù)包，通過(guò)IEEE1394通訊接 口插座電路將數(shù)據(jù)發(fā)送到IEEE1394傳輸電纜上，最終數(shù)據(jù)包到達(dá)上位計(jì)算機(jī)。 復(fù)位電路向DSP電路和IEEE 1394控制器電路提供復(fù)位信號(hào)。
本發(fā)明與傳統(tǒng)背景技術(shù)相比，所具有的有益效果是
1、 即插即用，目前越來(lái)越多的計(jì)算機(jī)主板上都帶有1EEE 1394接口，所以 擁有這種IEEE 1394通訊接口的運(yùn)動(dòng)控制器可以方便的接入到上位計(jì)算機(jī)中；
2、 通訊方便，只需在上位計(jì)算機(jī)上安裝相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，運(yùn)動(dòng)控制器就可 以與上位計(jì)算機(jī)通訊；
3、 高速數(shù)據(jù)通訊，運(yùn)動(dòng)控制器在IEEE 1394協(xié)議的支持下可以實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù) 量的數(shù)據(jù)吞吐；
4、 熱插拔，當(dāng)多個(gè)運(yùn)動(dòng)控制器通過(guò)各自的IEEE 1394通訊接口與上位計(jì)算 機(jī)通訊時(shí)，帶電接入或移出某一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制器不會(huì)影響其它運(yùn)動(dòng)控制器與上位計(jì) 算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸；
5、 每條IEEE 1394總線上除了上位計(jì)算機(jī)外，最多可以連接多達(dá)62個(gè)IEEE 1394通訊接口；
6、 對(duì)等傳輸，網(wǎng)絡(luò)中不需要服務(wù)器，各IEEE 1394通訊接口可以脫離主機(jī) 自主執(zhí)行事務(wù)；
7、 應(yīng)用范圍廣，應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)控制器的各種芯片，如DSP芯片，單片機(jī)芯片等都可以通過(guò)掛接FPGA然后通過(guò)這種IEEE 1394通訊接口系統(tǒng)接入到上位計(jì)算 機(jī)。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖2是DSP電路原理圖3是IEEE 1394控制器電路原理圖4是IEEE 1394通訊接口插座電路原理圖5是雙口 RAM存儲(chǔ)器電路原理圖6是電壓控制電路原理圖7是復(fù)位電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案
為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù) 范圍不限于下述的實(shí)施例。
如圖1所示，本實(shí)施例包括DSP電路1， IEEE 1394控制器電路2，雙口 RAM存儲(chǔ)器電路3， IEEE 1394通訊接口插座電路4，電壓控制電路5，以及復(fù)位 電路6。 DSP電路1經(jīng)引出線分別與IEEE 1394控制器電路2，雙口 RAM存儲(chǔ)器 電路3，電壓控制電路5，復(fù)位電路6連接；IEEE 1394控制器電路2經(jīng)引出線 分別于與電壓控制電路5，復(fù)位電路6以及IEEE 1394通訊接口插座電路4連接； 雙口 RAM存儲(chǔ)器電路3經(jīng)引出線與電壓控制電路5連接；IEEE 1394通訊接口插 座電路4經(jīng)IEEE 1394傳輸電纜連接至上位計(jì)算機(jī)。
本實(shí)施例上位機(jī)通過(guò)IEEE 1394傳輸電纜以IEEE1394數(shù)據(jù)包的形式向運(yùn)動(dòng) 控制器發(fā)送數(shù)據(jù)，IEEE1394數(shù)據(jù)包首先通過(guò)IEEE1394通訊接口插座電路4傳給 IEEE1394控制器電路2，接著IEEE1394控制器電路2將數(shù)據(jù)包傳給DSP電路1， 然后DSP電路1將數(shù)據(jù)包中的有效數(shù)據(jù)，即需要傳給運(yùn)動(dòng)控制器的數(shù)據(jù)，提取出 來(lái)，存入雙口 RAM存儲(chǔ)器電路3，最后運(yùn)動(dòng)控制器通過(guò)雙口 RAM存儲(chǔ)器電路3獲 得數(shù)據(jù)；運(yùn)動(dòng)控制器需要向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，首先運(yùn)動(dòng)控制器將數(shù)據(jù)寫入雙口 RAM存儲(chǔ)器電路3，接著DSP電路1將數(shù)據(jù)從雙口 RAM存儲(chǔ)器電路3中讀出，將 這些數(shù)據(jù)以及發(fā)送數(shù)據(jù)的指令傳給IEEE1394控制器電路2，然后IEEE1394控制器電路2將數(shù)據(jù)打成IEEE1394數(shù)據(jù)包，通過(guò)IEEE1394通訊接口插座電路4將數(shù) 據(jù)發(fā)送到IEEE1394傳輸電纜上，最終數(shù)據(jù)包到達(dá)上位機(jī)。
如圖2所示，DSP電路1包括TMS320F2812芯片Ul、電阻Rl-R3、電容Cl- C21、 兩腳晶振Yl、 JTAG插頭JP1， TMS320F2812芯片Ul的引腳/XHOLD接上拉電阻 Rl， TMS320F2812芯片Ul的3.3V電源入口處接若干去耦電容C3-C11, TMS320F2812芯片Ul的1.9V電源入口處接若干去耦電容C12-C21，兩腳晶振Y1 的一端連接TMS320F2812芯片Ul的X2引腳，另一端連接TMS320F2812芯片Ul 的X1/XCLKIN引腳，兩腳晶振Y1的兩端各連一個(gè)極性電容C5、 C6的正極，這兩 個(gè)電容C5、 C6的負(fù)極接地，以上電路組成TMS320F2812芯片U1的外圍電路；
TMS320F2812芯片Ul的引腳XD0-XD15通過(guò)數(shù)據(jù)線D0-D15與TSB43AA82芯 片U2及CY7C026A芯片U5相連，TMS320F2812芯片Ul的引腳XAO-XA13通過(guò)地 址線A0-A13與CY7C026A芯片U5相連，TMS320F2812芯片Ul的引腳XAO-XA7通 過(guò)地址線AO-A7與TSB43AA82芯片U2相連，TMS320F2812芯片Ul的引腳 /XZCS0AND1通過(guò)1394片選線CEO與TSB43AA82芯片U2相連，TMS320F2812芯片 Ul的引腳/XZCS22通過(guò)雙口 RAM片選線CE2與CY7C026A芯片U5相連， TMS320F2812芯片Ul的引腳/XWE通過(guò)寫信號(hào)線WE與TSB43AA82芯片U2及 CY7C026A芯片U5相連，TMS320F2812芯片Ul的引腳/XRD通過(guò)讀信號(hào)線RD與 TSB43AA82芯片U2及CY7C026A芯片U5相連，TMS320F2812芯片Ul的引腳XREADY 通過(guò)忙信號(hào)線RDY與TSB43AA82芯片U2及CY7C026A芯片U5相連，TMS320F2812 芯片Ul的引腳XINT通過(guò)中斷信號(hào)線XINT1與TSB43AA82芯片U2相連， TMS320F2812芯片Ul的引腳/XRS通過(guò)復(fù)位信號(hào)線RESET與TSB43AA82芯片U2相 連，以上電路組成TMS320F2812芯片與TSB43AA82芯片和CY7C026A芯片相連的 電路。
TMS320F2812芯片Ul的JTAG信號(hào)引腳TMS、 /TRST、 TDI、 TDO分別與JTAG 插頭JP1的1、 2、 3、 7號(hào)引腳相連，TMS320F2812芯片Ul的引腳TCK與JTAG 插頭JP1的9、 11號(hào)引腳相連，TMS320F2812芯片Ul的兩個(gè)擴(kuò)展口引腳EMUO、 EMU1分別與JTAG插頭JP1的13、 14號(hào)引腳相連，JTAG插頭JP1的13、 14號(hào) 引腳分別接上拉電阻R2、 R3， JTAG插頭JP1的5號(hào)引腳接高電平，JTAG插頭JP1 的4、 6、 8、 10、 12號(hào)引腳接地，以上電路組成JTAG接口電路。所述的TMS320F2812芯片Ul是TI公司生產(chǎn)的32位定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器， 最高主頻150MHz，最小指令周期6. 67ns。
如圖3所示，IEEE 1394控制器電路2包括TSB43AA82芯片U2、電阻R4_R20、 電容C22-C44、兩腳晶振Y2， TSB43AA82芯片U2的引腳FILTER0和FILTER1之 間接濾波電容C28, TSB43AA82芯片U2的3. 3V電源入口處接若干去耦電容 C29-C39， TSB43AA82芯片U2的1. 8V電源入口處接若干去耦電容C40-C44， TSB43AA82芯片U2的引腳BDOCLKDIS、 M8M16、 ALE、 PHYTESTM分別接上拉電阻 R4、 R5、 R18、 R20， TSB43AA82芯片U2的引腳/EN接下拉電阻R19， TSB43AA82 芯片U2的引腳RO和Rl之間接電流設(shè)置電阻Rll，兩腳晶振Y2的一端連接 TSB43AA82芯片U2的XI引腳，另一端連接TSB43AA82芯片U2的XO引腳，兩腳 晶振Y2的兩端各連一個(gè)電容C26、 C27的一端，這兩個(gè)電容C26、 C27的另一端 接地，以上電路組成TSB43AA82芯片的外圍電路。
TSB43AA82芯片U2的引腳DA0-DA15通過(guò)數(shù)據(jù)線D0-D15與TMS320F2812芯 片Ul相連、引腳BDI08-BDI015通過(guò)地址線A0-A7與TMS320F2812芯片Ul相連、 引腳XCS通過(guò)1394片選線CE0與TMS320F2812芯片Ul相連、引腳XWR通過(guò)寫信 號(hào)線WE與TMS320F2812芯片Ul相連、引腳XRD通過(guò)讀控制線RD與TMS320F2812 芯片Ul相連、引腳XWAIT通過(guò)忙信號(hào)線RDY與TMS320F2812芯片Ul相連、引腳 XINT通過(guò)中斷信號(hào)線XINT1與TMS320F2812芯片Ul相連、引腳XRESETP和 XRESETL通過(guò)復(fù)位信號(hào)線RESET與TMS320F2812芯片Ul相連，以上電路組成 TSB43AA82芯片與TMS320F2812芯片相連的電路；
TSB43AA82芯片U2的4對(duì)引腳TPA1P、TPA1N， TPB1P、TPB1N， TPA2P、TPA2N， TPB2P、TPB2N分別通過(guò)4對(duì)雙絞線信號(hào)線對(duì)TPA1P、TPA1N， TPB1P、TPB1N， TPA2P、 TPA2N， TPB2P、 TPB2N與IEEE 1394通訊接口插座電路4相連，線纜供電引腳 CPS通過(guò)限流電阻R12與IEEE 1394通訊接口插座電路4相連；TSB43AA82芯片 U2的雙絞線偏壓輸出引腳TPBIAS2通過(guò)電阻R6、 R7分別連接到雙絞線信號(hào)線對(duì) TPA2P、 TPA2N，同時(shí)經(jīng)過(guò)去耦電容C23接地；TSB43AA82芯片U2的雙絞線偏壓 輸出引腳TPBIAS1通過(guò)電阻R13、 R14分別連接到雙絞線信號(hào)線對(duì)TPA1P、 TPA1N 同時(shí)經(jīng)過(guò)去耦電容C24接地，第一對(duì)電容C22和電阻R9并聯(lián)后， 一端接地，另一端分別連接兩個(gè)電阻R8、 R10的一端，這兩個(gè)電阻的其中一個(gè)電阻R8的另一 端連接TSB43AA82芯片U2的TPB2P引腳，這兩個(gè)電阻的其中另一個(gè)電阻R10的 另一端連接TSB43AA82芯片U2的TPB2N引腳，第二對(duì)電容C25和電阻R17并聯(lián) 后， 一端接地，另一端分別連接兩個(gè)電阻R15、 R16的一端，這兩個(gè)電阻的其中 一個(gè)電阻R15的另一端連接TSB43AA82芯片U2的TPB1P引腳，這兩個(gè)電阻的其 中另一個(gè)電阻R16的另一端連接TSB43AA82芯片U2的TPB1N引腳，以上電路組 成TSB43AA82芯片與IEEE 1394通訊接口插座電路相連的電路。
所述的TSB43AA82芯片U2是TI公司生產(chǎn)的IEEE1394物理層和鏈路層綜合 控制芯片，支持IEEE1394-1995規(guī)范和IEEE1394a-2000規(guī)范，集成有兩個(gè)傳輸 速率高達(dá)400Mbps的IEEE1394物理層端口 。
如圖4所示，IEEE 1394通訊接口插座電路4包括兩個(gè)通用的IEEE 1394插 座U3、 U4， IEEE 1394插座U4的TPA+、 TPA-引腳分別通過(guò)雙絞線信號(hào)線對(duì)TPA1P、 TPA1N與TSB43AA82芯片U2相連，IEEE 1394插座U4的TPB+、 TPB-引腳分別通 過(guò)雙絞線信號(hào)線對(duì)TPB1P、 TPB1N與TSB43AA82芯片U2相連，IEEE 1394插座U3 的TPA+、 TPA-引腳分別通過(guò)雙絞線信號(hào)線對(duì)TPA2P、 TPA2N與TSB43AA82芯片U2 相連，IEEE 1394插座U3的TPB+、 TPB-引腳分別通過(guò)雙絞線信號(hào)線對(duì)TPB2P、 TTB2N與TSB43AA82芯片U2相連，兩個(gè)IEEE 1394插座U4、 U3的PWR引腳通過(guò) 限流電阻R12與TSB43AA82芯片U2的引腳CPS相連。
如圖5所示，雙口 RAM存儲(chǔ)器電路3包括CY7C026A芯片U5、電阻R21-R29、 電容C45-C47， CY7C026A芯片U5的引腳/SEML、 /INTL、 M/S、 /SEMP、 /INTR分 別接上拉電阻R21-R25， CY7C026A芯片U5的引腳/LBL、 /UBL、 /LBR、 /UBR分別 接下拉電阻R26-R29， CY7C026A芯片U5的3. 3V電源入口接若干去耦電容 C45-C47; CY7C026A芯片U5的引腳I/00L-I/015L通過(guò)數(shù)據(jù)線DO-D15與 TMS320F2812芯片Ul相連，引腳AOL-A13L通過(guò)地址線A0-A13與TMS320F2812 芯片Ul相連，引腳CEL通過(guò)雙口 RAM片選線CE2與TMS320F2812芯片Ul相連， 引腳R/WL通過(guò)寫信號(hào)線WE與TMS320F2812芯片Ul相連，引腳0EL通過(guò)讀信號(hào) 線RD與TMS320F2812芯片Ul相連，引腳BUSYL通過(guò)忙信號(hào)線RDY與TMS320F2812 芯片Ul相連；CY7C026A芯片U5的引腳I/00R-I/015R通過(guò)數(shù)據(jù)線I0R0-麗15 與運(yùn)動(dòng)控制器接口 JP2相連，引腳A0R-A13R通過(guò)地址線AR0-AR13與運(yùn)動(dòng)控制器接口 JP2相連，引腳CER通過(guò)雙口 RAM片選線CER與運(yùn)動(dòng)控制器接口 JP2相連， 引腳R/WR通過(guò)寫信號(hào)線RWR與運(yùn)動(dòng)控制器接口 JP2相連，引腳0ER通過(guò)讀信號(hào) 線0ER與運(yùn)動(dòng)控制器接口 JP2相連，引腳BUSYR通過(guò)忙信號(hào)線BUSYR與運(yùn)動(dòng)控制 器接口 JP2相連。
所述的CY7C026A芯片U5是CYPRESS公司生產(chǎn)的16KX 16低功耗CMOS型靜 態(tài)雙口 RAM。
如圖6所示，電壓控制電路5包括5V轉(zhuǎn)1. 9V的電壓變換TPS76801Q芯片 U6、 5V轉(zhuǎn)3. 3V的電壓變換TPS75733芯片U7。 TPS75733芯片U7的引腳FB/PG 接上拉電阻R34， TPS75733芯片U7的引腳OUTPUT接指示燈LED3，指示燈LED3 通過(guò)接入電阻R35接地，TPS75733芯片U7的引腳OUTPUT通過(guò)并聯(lián)電容C51、C52 接地，TPS75733芯片U7的5V電源入口通過(guò)去耦電容C50接地；PS76801Q芯片 U6的引腳/EN接TPS75733芯片U7的引腳FB/PG， TPS76801Q芯片U6的引腳OUT 接指示燈LED2，指示燈LED2通過(guò)接入電阻R33接地，TPS76801Q芯片U6的引腳 OUT接極性電容C49的正極，極性電容C49的負(fù)極接地，TPS76801Q芯片U6的引 腳OUT和引腳FB/NC之間接電阻R30，引腳FB/NC通過(guò)電阻R31接地，TPS76801Q 芯片U6的5V電源入口通過(guò)去耦電容C48接地，TPS76801Q芯片U6的5V電源入 口接指示燈LED1，指示燈LED1通過(guò)接入電阻R32接地。
所述的TPS76801Q芯片U6是TI公司生產(chǎn)的5V轉(zhuǎn)1. 9V的電壓變換芯片。所 述的TPS75733芯片U7是TI公司生產(chǎn)的5V轉(zhuǎn)3. 3V的電壓變換芯片。
如圖7所示，復(fù)位電路6包括復(fù)位TPS3823-33芯片U8， TPS3823-33芯片 U8的3. 3V電源入口處接去耦電容C53， TPS3823-33芯片U8的引腳/RESET通過(guò) 復(fù)位信號(hào)線RESET與TMS320F2812芯片Ul和TSB43M82芯片U2相連， TPS3823-33芯片U8的引腳/MR連接復(fù)位開關(guān)Sl的一端，復(fù)位開關(guān)Sl的另一端 接地。
所述的TPS3823-33芯片U8是TI公司生產(chǎn)的復(fù)位芯片，供電電壓為3. 3V。 本發(fā)明使用了 TPS3823-33芯片U8提供的上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位功能。 下面對(duì)本實(shí)施例的具體工作過(guò)程說(shuō)明
1、 TMS320F2812初始化TSB43AA82。 IEEE 1394通訊接口系統(tǒng)上電后， TMS320F2812會(huì)運(yùn)行程序，寫TSB43AA82的配置ROM及配置寄存器。2、 設(shè)備接入，通過(guò)專用的IEEE 1394電纜將運(yùn)動(dòng)控制器的IEEE 1394接口 與上位計(jì)算機(jī)的IEEE 1394接口相連，上位計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)檢測(cè)到有新設(shè)備接入， 并向IEEE 1394外設(shè)發(fā)出讀取設(shè)備配置ROM的命令。
3、 上位計(jì)算機(jī)對(duì)IEEE 1394控制器的枚舉過(guò)程。針對(duì)上位計(jì)算機(jī)向IEEE 1394外設(shè)發(fā)出的讀取配置ROM的請(qǐng)求，TSB43AA82芯片的自動(dòng)回復(fù)模塊會(huì)將其配 置ROM的內(nèi)容發(fā)送給上位計(jì)算機(jī)，上位計(jì)算機(jī)根據(jù)這個(gè)配置ROM中的內(nèi)容裝載相 應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，完成枚舉過(guò)程。
4、 建立通訊連接。上位計(jì)算機(jī)發(fā)起總線復(fù)位命令并強(qiáng)制自己為IEEE 1394 根節(jié)點(diǎn)，整個(gè)IEEE 1394系統(tǒng)完成樹標(biāo)識(shí)和自標(biāo)識(shí)過(guò)程。從而，上位計(jì)算機(jī)與 TSB43AA82之間建立了正常的通訊。
本實(shí)施例應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)控制器。通常運(yùn)動(dòng)控制器要使用DSP芯片或者單片機(jī)芯 片來(lái)完成信號(hào)的處理。運(yùn)動(dòng)控制器的DSP芯片、單片機(jī)芯片等都可以通過(guò)掛接 FPGA然后通過(guò)這種IEEE 1394通訊接口系統(tǒng)接入到上位計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制 器與上位計(jì)算機(jī)之間的高速數(shù)據(jù)通訊。
權(quán)利要求
1、一種運(yùn)動(dòng)控制器的IEEE 1394通訊接口系統(tǒng)，其特征在于，包括DSP電路、IEEE 1394控制器電路、雙口RAM存儲(chǔ)器電路、IEEE 1394通訊接口插座電路、電壓控制電路以及復(fù)位電路，DSP電路經(jīng)引出線分別與IEEE 1394控制器電路、雙口RAM存儲(chǔ)器電路、電壓控制電路、復(fù)位電路連接；IEEE 1394控制器電路經(jīng)引出線分別于與電壓控制電路、復(fù)位電路以及IEEE 1394通訊接口插座電路連接；雙口RAM存儲(chǔ)器電路經(jīng)引出線與電壓控制電路連接；IEEE 1394通訊接口插座電路經(jīng)IEEE 1394傳輸電纜連接至上位計(jì)算機(jī)；上位計(jì)算機(jī)通過(guò)IEEE 1394傳輸電纜以IEEE1394數(shù)據(jù)包的形式向運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)送數(shù)據(jù)，IEEE1394數(shù)據(jù)包首先通過(guò)IEEE1394通訊接口插座電路傳給IEEE1394控制器電路，接著IEEE1394控制器電路將數(shù)據(jù)包傳給DSP電路，然后DSP電路將數(shù)據(jù)包中的有效數(shù)據(jù)，即需要傳給運(yùn)動(dòng)控制器的數(shù)據(jù)，提取出來(lái)，存入雙口RAM存儲(chǔ)器電路，最后運(yùn)動(dòng)控制器通過(guò)雙口RAM存儲(chǔ)器電路獲得數(shù)據(jù)；運(yùn)動(dòng)控制器需要向上位計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，首先運(yùn)動(dòng)控制器將數(shù)據(jù)寫入雙口RAM存儲(chǔ)器電路，接著DSP電路將數(shù)據(jù)從雙口RAM存儲(chǔ)器電路中讀出，將這些數(shù)據(jù)以及發(fā)送數(shù)據(jù)的指令傳給IEEE1394控制器電路，然后IEEE1394控制器電路將數(shù)據(jù)打成IEEE1394數(shù)據(jù)包，通過(guò)IEEE1394通訊接口插座電路將數(shù)據(jù)發(fā)送到IEEE1394傳輸電纜上，最終數(shù)據(jù)包到達(dá)上計(jì)算位機(jī)，復(fù)位電路向DSP電路和IEEE1394控制器電路提供復(fù)位信號(hào)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)控制器的IEEE 1394通訊接口系統(tǒng)，其特征 是所述的DSP電路，其核心為一塊DSP芯片，DSP芯片用于控制IEEE1394芯 片和雙口 RAM芯片，DSP芯片首先初始化IEEE1394芯片和雙口 R雄芯片，接下 來(lái)，在1394芯片接收到1394數(shù)據(jù)后，DSP將有效數(shù)據(jù)從IEEE1394控制器提取 出來(lái)存入雙口 RAM,在雙口 RAM接收到運(yùn)動(dòng)控制器寫入的數(shù)據(jù)后，DSP將數(shù)據(jù)從 雙口RAM中讀出，請(qǐng)求1394芯片將數(shù)據(jù)發(fā)送出去；此外，DSP電路的JTAG接口 用于連接DSP仿真器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的運(yùn)動(dòng)控制器的IEEE 1394通訊接口系統(tǒng)，其 特征是所述DSP電路包括TMS320F2812芯片(Ul)、電阻(R1-R3)、電容(C1-C21)、兩腳晶振(Yl)、 JTAG插頭，TMS320F2812芯片U1的引腳/XH0LD接上拉 電阻(R1)，TMS320F2812芯片(U1)的3. 3V電源入口處接若干去耦電容(C3-C11)， TMS320F2812芯片(Ul)的1. 9V電源入口處接若干去耦電容(C12-C21)，兩腳 晶振(Y1)的一端連接TMS320F2812芯片Ul的X2引腳，另一端連接TMS320F2812 芯片Ul的X1/XCLKIN引腳，兩腳晶振(Yl)的兩端各連一個(gè)極性電容(C5、 C6) 的正極，這兩個(gè)電容(C5、 C6)的負(fù)極接地，以上電路組成TMS320F2812芯片的 外圍電路；TMS320F2812芯片Ul的引腳XD0-XD15通過(guò)數(shù)據(jù)線與TSB43AA82芯片及 CY7C026A芯片相連，TMS320F2812芯片(Ul)的引腳XAO-XA13通過(guò)地址線與 CY7C026A芯片相連，TMS320F2812芯片(Ul)的引腳XA0-XA7通過(guò)地址線與 TSB43AA82芯片相連，TMS320F2812芯片(Ul)的引腳/XZCSOANDl通過(guò)1394片 選線與TSB43AA82芯片相連，TMS320F2812芯片(Ul)的引腳/XZCS22通過(guò)雙口 RAM片選線與CY7C026A芯片相連，TMS320F2812芯片(Ul)的引腳/XWE通過(guò)寫 信號(hào)線與TSB43AA82芯片及CY7C026A芯片相連，TMS320F2812芯片(Ul)的引 腳/XRD通過(guò)讀信號(hào)線與TSB43AA82芯片及CY7C026A芯片相連，TMS320F2812芯 片(Ul)的引腳XREADY通過(guò)忙信號(hào)線與TSB43AA82芯片及CY7C026A芯片相連， TMS320F2812芯片(Ul)的引腳XINT通過(guò)中斷信號(hào)線與TSB43AA82芯片相連， TMS320F2812芯片(Ul)的引腳/XRS通過(guò)復(fù)位信號(hào)線與TSB43AA82芯片相連，以 上電路組成TMS320F2812芯片與TSB43AA82芯片和CY7C026A芯片相連的電路；TMS320F2812芯片(Ul)的JTAG信號(hào)引腳TMS、 /TRST、 TDI、 TDO分別與JTAG 插頭的l、 2、 3、 7號(hào)引腳相連，TMS320F2812芯片(Ul)的引腳TCK與JTAG插 頭的9、 ll號(hào)引腳相連，TMS320F2812芯片(Ul)的兩個(gè)擴(kuò)展口引腳EMUO、 EMU1 分別與JTAG插頭的13、 14號(hào)引腳相連，JTAG插頭JP1的13、 14號(hào)引腳分別 接上拉電阻R2、 R3, JTAG插頭的5號(hào)引腳接高電平，JTAG插頭的4、 6、 8、 10、 12號(hào)引腳接地，以上電路組成JTAG接口電路。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)控制器的IEEE 1394通訊接口系統(tǒng)，其特征 是所述的IEEE1394控制器電路，其核心為一塊IEEE1394芯片，IEEE1394芯 片接收IEEE1394通訊接口插座電路傳來(lái)的數(shù)據(jù)，提示DSP收到1394數(shù)據(jù)，并在 接收到DSP的讀請(qǐng)求后將數(shù)據(jù)提供給DSP;在收到DSP的發(fā)送1394數(shù)據(jù)請(qǐng)求后， 將待發(fā)送數(shù)據(jù)通過(guò)IEEE1394通訊接口插座電路發(fā)送出去。
5、根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的運(yùn)動(dòng)控制器的IEEE 1394通訊接口系統(tǒng)，其 特征是所述的IEEE 1394控制器電路包括TSB43AA82芯片(U2)、電阻(R4-R20)、 電容(C22-C44)、兩腳晶振(Y2)， TSB43AA82芯片(U2)的引腳FILTERO和FILTER1 之間接濾波電容(C28)， TSB43AA82芯片(U2)的3. 3V電源入口處接若干去耦 電容(C29-C39)， TSB43AA82芯片(U2)的1.8V電源入口處接若干去耦電容(C40-C44)， TSB43AA82芯片(U2)的引腳BDOCLKDIS、 M8M16、 ALE、 PHYTESTM 分別接上拉電阻(R4、 R5、 R18、 R20)， TSB43AA82芯片(U2)的引腳/EN接下拉 電阻(R19)， TSB43AA82芯片(U2)的引腳(RO)和(Rl)之間接電流設(shè)置電阻(Rll)，兩腳晶振(Y2)的一端連接TSB43AA82芯片(U2)的XI引腳，另一端 連接TSB43AA82芯片(U2)的XO引腳，兩腳晶振(Y2)的兩端各連一個(gè)電容(C26、 C27)的一端，這兩個(gè)電容(C26、 C27)的另一端接地，以上電路組成TSB43AA82 芯片的外圍電路；TSB43AA82芯片(U2)的引腳通過(guò)數(shù)據(jù)線與TMS320F2812芯片(Ul)相連、 引腳BDI08-BDI015通過(guò)地址線與TMS320F2812芯片(Ul)相連、引腳XCS通過(guò) 1394片選線CEO與TMS320F2812芯片(Ul)相連、引腳XWR通過(guò)寫信號(hào)線與 TMS320F2812芯片(Ul)相連、引腳XRD通過(guò)讀控制線與TMS320F2812芯片(Ul) 相連、引腳XWAIT通過(guò)忙信號(hào)線與TMS320F2812芯片(Ul)相連、引腳XINT通 過(guò)中斷信號(hào)線與TMS320F2812芯片(Ul)相連、引腳XRESETP和XRESETL通過(guò)復(fù) 位信號(hào)線與TMS320F2812芯片(Ul)相連，以上電路組成TSB43AA82芯片與 TMS320F2812芯片相連的電路；TSB43AA82芯片(U2)的4對(duì)引腳TPA1P、 TPA1N， TPB1P、 TPB1N， TPA2P、 TPA2N， TPB2P、 TPB2N分別通過(guò)4對(duì)雙絞線信號(hào)線對(duì)TPA1P、 TPA1N， TPB1P、 TPB1N, TPA2P、 TPA2N， TPB2P、 TPB2N與IEEE 1394通訊接口插座電路相連， 線纜供電引腳CPS通過(guò)限流電阻(R12)與IEEE 1394通訊接口插座電路相連； TSB43AA82芯片(U2)的雙絞線偏壓輸出引腳TPBIAS2通過(guò)電阻(R6、 R7)分別 連接到雙絞線信號(hào)線對(duì)TPA2P、 TPA2N，同時(shí)經(jīng)過(guò)去耦電容(C23)接地；TSB43AA82 芯片(U2)的雙絞線偏壓輸出引腳TPBIAS1通過(guò)電阻(R13、 R14)分別連接到雙 絞線信號(hào)線對(duì)TPA1P、 TPA1N同時(shí)經(jīng)過(guò)去耦電容(C24)接地，第一對(duì)電容(C22) 和電阻(R9)并聯(lián)后， 一端接地，另一端分別連接兩個(gè)電阻(R8、 R10)的一端， 這兩個(gè)電阻的其中一個(gè)電阻(R8)的另一端連接TSB43AA82芯片(U2)的TPB2P引腳，這兩個(gè)電阻的其中另一個(gè)電阻(R10)的另一端連接TSB43AA82芯片(U2) 的TPB2N引腳，第二對(duì)電容(C25)和電阻(R17)并聯(lián)后， 一端接地，另一端 分別連接兩個(gè)電阻(R15、 R16)的一端，這兩個(gè)電阻的其中一個(gè)電阻(R15)的 另一端連接TSB43AA82芯片(U2)的TPB1P引腳，這兩個(gè)電阻的其中另一個(gè)電阻 (Rl6)的另一端連接TSB43AA82芯片(U2)的TPB1N引腳，以上電路組成TSB43AA82 芯片與IEEE 1394通訊接口插座電路相連的電路。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)控制器的IEEE 1394通訊接口系統(tǒng)，其特征 是所述的IEEE 1394通訊接口插座電路包括兩個(gè)通用的IEEE 1394插座(U3、 U4)， IEEE 1394插座(U4)的TPA+、 TPA-引腳分別通過(guò)雙絞線信號(hào)線對(duì)TPA1P、 TPA1N與TSB43AA82芯片(U2)相連，IEEE 1394插座(U4)的TPB+、 TPB-引腳 分別通過(guò)雙絞線信號(hào)線對(duì)TPB1P、 TPB1N與TSB43AA82芯片(U2)相連，IEEE 1394 插座(U3)的TPA+、TPA-引腳分別通過(guò)雙絞線信號(hào)線對(duì)TPA2P、TPA2N與TSB43AA82 芯片(U2)相連，IEEE 1394插座(U3)的TPB+、 TPB-引腳分別通過(guò)雙絞線信號(hào) 線對(duì)TPB2P、 TPB2N與TSB43AA82芯片(U2)相連，兩個(gè)IEEE 1394插座(U4、 U3)的PWR引腳通過(guò)限流電阻(R12)與TSB43AA82芯片(U2)的引腳CPS相連。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)控制器的IEEE 1394通訊接口系統(tǒng)，其特征 是所述的雙口 RAM存儲(chǔ)器電路，其一側(cè)端口與DSP交互，另一側(cè)端口與運(yùn)動(dòng)控 制器交互；儲(chǔ)存DSP傳來(lái)的命令數(shù)據(jù)，在運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)出讀數(shù)據(jù)請(qǐng)求后將數(shù)據(jù)傳 給運(yùn)動(dòng)控制器接口；儲(chǔ)存運(yùn)動(dòng)控制器接口傳來(lái)的數(shù)據(jù)，在DSP發(fā)出讀數(shù)據(jù)請(qǐng)求后 將數(shù)據(jù)傳給DSP。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)控制器的IEEE 1394通訊接口系統(tǒng)，其特征 是所述雙口 RAM存儲(chǔ)器電路包括CY7C026A芯片(U5)、電阻(R21-R29)、電容(C45-C47)， CY7C026A芯片(U5)的引腳/SEML、 /INTL、 M/S、 /SEMP、 /INTR分 別接上拉電阻(R21-R25)， CY7C026A芯片(U5)的引腳/LBL、 /亂、/LBR、 /UBR 分別接下拉電阻(R26-R29)， CY7C026A芯片(U5)的3. 3V電源入口接若干去耦 電容(C45-C47); CY7C026A芯片(U5)的引腳I/00L-I/015L通過(guò)數(shù)據(jù)線與 TMS320F2812芯片相連，引腳A0L-A13L通過(guò)地址線與TMS320F2812芯片相連， 引腳CEL通過(guò)雙口 RAM片選線與TMS320F2812芯片相連，引腳R/WL通過(guò)寫信號(hào) 線與TMS320F2812芯片相連，引腳OEL通過(guò)讀信號(hào)線與TMS320F2812芯片相連， 引腳BUSYL通過(guò)忙信號(hào)線與TMS320F2812芯片相連；CY7C026A芯片(U5)的引腳I/O0R-I/O15R通過(guò)數(shù)據(jù)線與運(yùn)動(dòng)控制器接口相連，引腳AOR-A13R通過(guò)地址線 與運(yùn)動(dòng)控制器接口相連，引腳CER通過(guò)雙口 RAM片選線與運(yùn)動(dòng)控制器接口相連， 引腳R/WR通過(guò)寫信號(hào)線與運(yùn)動(dòng)控制器接口相連，引腳OER通過(guò)讀信號(hào)線與運(yùn)動(dòng) 控制器接口相連，引腳BUSYR通過(guò)忙信號(hào)線與運(yùn)動(dòng)控制器接口相連。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)控制器的IEEE 1394通訊接口系統(tǒng)，其特征 是所述的電壓控制電路，將外接的5V電源轉(zhuǎn)換為3. 3V電源，提供給DSP電路， IEEE1394控制器電路，雙口 RAM存儲(chǔ)器電路和復(fù)位電路；將5V電源轉(zhuǎn)換為1. 9V 電源，提供給IEEE1394控制器電路。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的運(yùn)動(dòng)控制器的IEEE 1394通訊接口系統(tǒng)，其 特征是所述的電壓控制電路包括5V轉(zhuǎn)1.9V的電壓變換TPS76801Q芯片(U6)、 5V轉(zhuǎn)3. 3V的電壓變換TPS75733芯片(U7)， TPS75733芯片(U7)的引腳FB/PG 接上拉電阻(R34)， TPS75733芯片(U7)的引腳OUTPUT接指示燈(LED3)，指 示燈(LED3)通過(guò)接入電阻(R35)接地，TPS75733芯片(U7)的引腳OUTPUT 通過(guò)并聯(lián)電容(C51、 C52)接地，TPS75733芯片(U7)的5V電源入口通過(guò)去耦 電容(C50)接地；PS76801Q芯片(U6)的引腳/EN接TPS75733芯片(U7)的引 腳FB/PG， TPS76圃芯片(U6)的引腳OUT接指示燈(LED2)，指示燈(LED2) 通過(guò)接入電阻(R33)接地，TPS76801Q芯片(U6)的引腳OUT接極性電容(C49) 的正極，極性電容(C49)的負(fù)極接地，TPS76801Q芯片(U6)的引腳OUT和引 腳FB/NC之間接電阻(R30)，引腳FB/NC通過(guò)電阻(R31)接地，TPS76801Q芯 片(U6)的5V電源入口通過(guò)去耦電容(C48)接地，TPS76801Q芯片(U6)的5V 電源入口接指示燈(LED1)，指示燈(LED1)通過(guò)接入電阻(R32)接地。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種運(yùn)動(dòng)控制器的IEEE 1394通訊接口系統(tǒng)，包括DSP電路，雙口RAM存儲(chǔ)器電路，IEEE 1394控制器電路，IEEE 1394通訊接口插座電路，電壓控制電路，以及復(fù)位電路。DSP電路經(jīng)引出線分別與IEEE 1394控制器電路、雙口RAM存儲(chǔ)器電路、電壓控制電路、復(fù)位電路連接；IEEE 1394控制器電路經(jīng)引出線分別于與電壓控制電路、復(fù)位電路以及IEEE 1394通訊接口插座電路連接；雙口RAM存儲(chǔ)器電路經(jīng)引出線與電壓控制電路連接；IEEE 1394通訊接口插座電路經(jīng)IEEE 1394傳輸電纜連接至上位計(jì)算機(jī)。本發(fā)明在IEEE 1394協(xié)議的支持下可以實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，支持即插即用、熱插拔、等時(shí)和異步數(shù)據(jù)傳輸。
文檔編號(hào)G06F13/40GK101308483SQ20081003919
公開日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2008年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月19日
發(fā)明者劉心語(yǔ), 劉銘星, 睿 季, 楊煜普, 蘇海軍 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)