當(dāng)前,在系統(tǒng)級(jí)互連設(shè)計(jì)中高速串行I/O技術(shù)迅速取代傳統(tǒng)的并行I/O技術(shù)正成為業(yè)界趨勢(shì)。人們已經(jīng)意識(shí)到串行I/O“潮流”是不可避免的,因?yàn)樵诟哂?Gbps的速度下,并行I/O方案已經(jīng)達(dá)到了物理極限,不能再提供可靠和經(jīng)濟(jì)的信號(hào)同步方法。基于串行I/O的設(shè)計(jì)帶來許多傳統(tǒng)并行方法所無法提供的優(yōu)點(diǎn),包括:更少的器件引腳、更低的電路板空間要求、減少印刷電路板(PCB)層數(shù)、PCB布局布線更容易、接頭更小、EMI更少,而且抵抗噪聲的能力也更好。高速串行I/O技術(shù)正被越來越廣泛地應(yīng)用于各種系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,包括PC、消費(fèi)電子、海量存儲(chǔ)、服務(wù)器、通信網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)計(jì)算和控制、測(cè)試設(shè)備等。迄今業(yè)界已經(jīng)發(fā)展出了多種串行系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn),如PCI Express、串行RapidIO、InfiniBand、千兆以太網(wǎng)、10G以太網(wǎng)XAUI、串行ATA等等。 Aurora協(xié)議是為私有上層協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)上層協(xié)議提供透明接口的串行互連協(xié)議,它允許任何數(shù)據(jù)分組通過Aurora協(xié)議封裝并在芯片間、電路板間甚至機(jī)箱間傳輸。Aurora鏈路層協(xié)議在物理層采用千兆位串行技術(shù),每物理通道的傳輸波特率可從622Mbps擴(kuò)展到3.125Gbps。Aurora還可將1至16個(gè)物理通道綁定在一起形成一個(gè)虛擬鏈路。16個(gè)通道綁定而成的虛擬鏈路可提供50Gbps的傳輸波特率和最大40Gbps的全雙工數(shù)據(jù)傳輸速率。Aurora可優(yōu)化支持范圍廣泛的應(yīng)用,如太位級(jí)路由器和交換機(jī)、遠(yuǎn)程接入交換機(jī)、HDTV廣播系統(tǒng)、分布式服務(wù)器和存儲(chǔ)子系統(tǒng)等需要極高數(shù)據(jù)傳輸速率的應(yīng)用。 傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)背板如VME總線和CompactPCI總線都是采用并行總線方式。然而對(duì)帶寬需求的不斷增加使新興的高速串行總線背板正在逐漸取代傳統(tǒng)的并行總線背板。現(xiàn)在,高速串行背板速率普遍從622Mbps到3.125Gbps,甚至超過10Gbps。AdvancedTCA(先進(jìn)電信計(jì)算架構(gòu))正是在這種背景下作為新一代的標(biāo)準(zhǔn)背板平臺(tái)被提出并得到快速的發(fā)展。它由PCI工業(yè)計(jì)算機(jī)制造商協(xié)會(huì)(PICMG)開發(fā),其主要目的是定義一種開放的通信和計(jì)算架構(gòu),使它們能被方便而迅速地集成,滿足高性能系統(tǒng)業(yè)務(wù)的要求。ATCA作為標(biāo)準(zhǔn)串行總線結(jié)構(gòu),支持高速互聯(lián)、不同背板拓?fù)洹⒏咝盘?hào)密度、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械與電氣特性、足夠步線長(zhǎng)度等特性,滿足當(dāng)前和未來高系統(tǒng)帶寬的要求。 采用FPGA設(shè)計(jì)高速串行接口將為設(shè)計(jì)帶來巨大的靈活性和可擴(kuò)展能力。Xilinx Virtex-IIPro系列FPGA芯片內(nèi)置了最多24個(gè)RocketIO收發(fā)器,提供從622Mbps到3.125Gbps的數(shù)據(jù)速率并支持所有新興的高速串行I/O接口標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合其強(qiáng)大的邏輯處理能力、豐富的IP核心支持和內(nèi)置PowerPC處理器,為企業(yè)從并行連接向串行連接的過渡提供了一個(gè)理想的連接平臺(tái)。 本文論述了采用Xilinx Virtex-IIPro FPGA設(shè)計(jì)傳輸速率為2.5Gbps的高速串行背板接口,該背板接口完全符合PICMG3.0規(guī)范。本文對(duì)串行高速通道技術(shù)的發(fā)展背景、現(xiàn)狀及應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹和分析,詳細(xì)分析了所涉及到的主要技術(shù)包括線路編解碼、控制字符、逗點(diǎn)檢測(cè)、擾碼、時(shí)鐘校正、通道綁定、預(yù)加重等。同時(shí)對(duì)AdvancedTCA規(guī)范以及Aurora鏈路層協(xié)議進(jìn)行了分析, 并在此基礎(chǔ)上給出了FPGA的設(shè)計(jì)方法。最后介紹了基于Virtex-IIPro FPGA的ATCA接口板和MultiBERT設(shè)計(jì)工具,可在標(biāo)準(zhǔn)ATCA機(jī)框內(nèi)完成單通道速率為2.5Gbps的全網(wǎng)格互聯(lián)。
上傳時(shí)間: 2013-05-29
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智能電表、水表、煤/燃?xì)獗怼崃勘淼却罅康爻霈F(xiàn)在人們的生活中,同時(shí)這些儀表的抄錄工作變得越來越煩瑣,工作量大,工作效率低,不僅給用戶帶來不便,而且會(huì)存在漏抄、誤抄、估抄的現(xiàn)象。隨著電子技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,人工抄表已經(jīng)逐步被自動(dòng)抄表所代替。 集中器是一個(gè)數(shù)據(jù)集中處理器,是多對(duì)象自動(dòng)抄表系統(tǒng)的通信橋梁,負(fù)責(zé)對(duì)各智能表的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和管理,及時(shí)有效地向上位機(jī)傳輸數(shù)據(jù)并執(zhí)行上位機(jī)發(fā)送的指令。提高多對(duì)象集中器數(shù)據(jù)處理能力,有效完成上下行通信是多對(duì)象自動(dòng)抄表系統(tǒng)AMRS(Automation Meter Reading System)目前需要解決的關(guān)鍵問題。 本文針對(duì)多對(duì)象集中器這樣一個(gè)較復(fù)雜的通信與控制系統(tǒng),提出采用32位的高性能嵌入式微處理器。32位ARM9微處理器處理速度快、硬件性能高、低功耗、低成本,集成了相當(dāng)多的硬件資源,硬件的擴(kuò)展和設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化,ARM9(S3C2410)為工業(yè)級(jí)芯片,抗干擾能力強(qiáng),能夠適應(yīng)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的較惡劣環(huán)境,8/16位微控制器運(yùn)算能力有限,對(duì)于較復(fù)雜的通信與控制算法難以順利完成;硬件平臺(tái)依賴性強(qiáng),不利于軟件的開發(fā)、升級(jí)與移植;在缺乏多任務(wù)調(diào)度機(jī)制的情況下,應(yīng)用軟件不僅實(shí)現(xiàn)難度大,且可靠性難以保證。 本文首先對(duì)多對(duì)象遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,主要研究了多對(duì)象遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中集中器的軟件和硬件實(shí)現(xiàn),對(duì)硬件資源進(jìn)行了外圍擴(kuò)展,對(duì)S3C2410微處理器芯片的外圍硬件進(jìn)行了擴(kuò)展設(shè)計(jì),使之具備了滿足使用需求的最小系統(tǒng)硬件資源,包括時(shí)鐘、復(fù)位、電源、外圍存儲(chǔ)、LCD、RS-485通信模塊、CAN通信模塊等電路設(shè)計(jì)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘為多對(duì)象集中器定時(shí)抄表提供時(shí)間標(biāo)準(zhǔn);電源電路為多對(duì)象集中器系統(tǒng)提供穩(wěn)定電源;看門狗電路的設(shè)計(jì)保證多對(duì)象集中器系統(tǒng)可靠運(yùn)行,防止系統(tǒng)死機(jī);數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器主要用于存儲(chǔ)參數(shù)、變量、集中器自身的參數(shù),負(fù)責(zé)智能表的參數(shù)以及智能表用量等。上行通道即多對(duì)象集中器與上位機(jī)之間的通信線路,采用CAN現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行通信;下行通道即多對(duì)象集中器與智能表之間的通信,采用RS-485總線進(jìn)行通信。軟件設(shè)計(jì)上,主要針對(duì)多對(duì)象集中器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能和串行通訊功能進(jìn)行程序編寫。基于ARM的多對(duì)象遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)集中器可以實(shí)現(xiàn)多對(duì)象遠(yuǎn)程抄表,提高了數(shù)據(jù)處理能力,有效完成了上下行通信,可靠性強(qiáng),穩(wěn)定性高,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
標(biāo)簽: ARM 對(duì)象 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng) 集中器
上傳時(shí)間: 2013-06-07
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ATMEL公司生產(chǎn)的串行Flash AT45系列存儲(chǔ)器的容量已達(dá)到了16Mb,常用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng).文中以AT45D041為例,詳細(xì)介紹了該系列Flash存儲(chǔ)器的命令集以及串行SPI接口的應(yīng)用方法,并給
標(biāo)簽: Flash SPI 串行 中的應(yīng)用
上傳時(shí)間: 2013-05-28
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CS5460是CRYSTAL公司最新推出的帶有串行接口的單相雙向功率,電能計(jì)量集成電路芯片,該芯片比目前比較流行的電子電度表芯片如AD7750、AD7755更容易實(shí)現(xiàn)與微處理器的連接.用CS5460可
標(biāo)簽: 串行接口 功率 電能計(jì)量芯片
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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本文以EMS(Escort Memory Systems)的RFID 射頻識(shí)別讀寫器LRP830 為例,分別介紹了可編程控制器及微機(jī)與RFID 射頻識(shí)別讀寫器進(jìn)行串行通訊,從而讀取標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)的具
標(biāo)簽: RFID PLC 射頻識(shí)別 串行通訊
上傳時(shí)間: 2013-06-12
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本文研究 CAN 總線在電梯串行通訊中的應(yīng)用。論文對(duì)比RS-485 通訊方式,分析CAN 總線應(yīng)用于電梯串行通訊中的優(yōu)點(diǎn),采用SJA1000 設(shè)計(jì)了CAN 總線通訊硬件,優(yōu)化CAN總線的通信參數(shù),提高
上傳時(shí)間: 2013-06-08
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TI公司的TMS320LF2407型DSP微控制器內(nèi)嵌的異步串行口(SCI)支持CPU與其它使用標(biāo)準(zhǔn)格式的異步外設(shè)之間的數(shù)字通訊,通過RS-232接口可以方便地進(jìn)行DSP之間或與PC機(jī)之間的異步通信。而串行外設(shè)接口(SPI)是一個(gè)高速同步串行輸入/輸出(I/O)端口,常用于DSP控制器和外部器件或其它控制器間的通訊。本設(shè)計(jì)正是通過TMS320LF2407所帶有的SCI模塊進(jìn)行兩臺(tái)DSP的數(shù)據(jù)傳輸通信。同時(shí)還利用了DSP2407的SPI模塊和I/O口作了顯示以及鍵盤擴(kuò)展電路,以便能實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的收發(fā)。此實(shí)例電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易懂,非常適合剛接觸DSP的初學(xué)者使用,具有很好的參考價(jià)值。
上傳時(shí)間: 2013-07-01
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介紹基于Matlab 環(huán)境的微機(jī)與單片機(jī)串行數(shù)據(jù)通信方法。該方法利
標(biāo)簽: Matlab 環(huán)境 串行數(shù)據(jù)通信
上傳時(shí)間: 2013-07-16
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本文介紹使用VB6.0開發(fā)工具實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)的串行通訊的基本原理和方法。并結(jié)合具體實(shí)例給出使用RS-232接口進(jìn)行串行通信的基本程序。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)尤其是單片微型機(jī)技術(shù)的發(fā)展,人們已越來越
標(biāo)簽: PC機(jī)與單片機(jī) 串行通訊
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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近年來,隨著控制系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大和總線技術(shù)的發(fā)展,對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳輸技術(shù)提出了更高的要求。目前,很多設(shè)備需要實(shí)現(xiàn)從單串口通信到多路串口通信的技術(shù)改進(jìn)。同時(shí),隨著以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和普及,這些設(shè)備的串行數(shù)據(jù)需要通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸,因而有必要尋求一種解決方案,以實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的革新。 本文分別對(duì)串行通信和基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)通信進(jìn)行研究和分析,在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)一基于APM處理器的多路串行通信與以太網(wǎng)通信系統(tǒng),來實(shí)現(xiàn)F8-DCS系統(tǒng)中多路串口數(shù)據(jù)采集和以太網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸。主要作了如下工作:首先,分析了當(dāng)前串行通信的應(yīng)用現(xiàn)狀和以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài),通過比較傳統(tǒng)的多路串口通信系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn),設(shè)計(jì)出了一種采用CPID技術(shù)和CAN總線技術(shù)相結(jié)合的新型技術(shù),并結(jié)合F8-DCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)量大和實(shí)時(shí)性高的特點(diǎn),對(duì)串行通訊幀同步的方法進(jìn)行了詳細(xì)的研究。然后,根據(jù)課題的實(shí)際需求,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和功能模塊劃分,并詳細(xì)介紹了基于ARM7處理器的多路串口通信接口、以太網(wǎng)通信接口以及二者之間的數(shù)據(jù)傳輸接口的電路設(shè)計(jì)。在軟件設(shè)計(jì)上,對(duì)系統(tǒng)的啟動(dòng)代碼、串行通信協(xié)議、串口驅(qū)動(dòng)以及多串口與網(wǎng)口間雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)冗M(jìn)行了詳細(xì)的論述。最后,將上述技術(shù)應(yīng)用于某大型火電廠主機(jī)F8-DCS系統(tǒng)I/O通訊網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試與分析,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
上傳時(shí)間: 2013-07-31
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