基于C167的嵌入式系统中多种通信方式之实现与比较

摘要

由于嵌入式系统的种类各异,应用范围日益广泛,单一的微控制器无法满足大量的控制和监视的需要,因此我们非常有必要来研究在同一系统内和系统间的通信问题,这篇论文讨论了基于Infineon C167的嵌入式系统中多种通信机制的实现问题.这里,在设计了一个典型的双方通信模型和一个通信延时的测量模型之后,首先采用了一些传统的通信媒介来实现通信,这些媒介包括现场总线(CAN),异步串行接口,同步串行接口,和并行接口.接着,该文完成了两个微控制器之间使用外围总线对共享的传统的随机存储器时分读写,从而进行信息的交互的过程.最后,使用Xilinx FPGA XC4010实现了同步双口随机存储器和同步先入先出堆栈的功能,并把可配置硬件集成到嵌入式系统中,完成两个微控制器系统的通信.通信中要求考虑软件和硬件功能不断合理分配的问题,从而使通信设计更加快速有效.

目录

文摘

英文文摘

1.绪论

2.嵌入式系统与软硬件协同设计

2.1 嵌入式系统

2.2 嵌入式系统通信网络

2.3 嵌入式系统的软硬件协同设计

3.软硬件开发环境

3.1 INFINEON C167简介

3.1.1 SAB C166系列16位微控制器

3.1.2 C167特点概述

3.1.3内存组织

3.1.4 CPU

3.1.5寻址模式

3.2 PHYTEC KitCON167开发板

3.2.1 KitCON167的结构

3.2.2 KitCON167的运行模式

3.3 KEIL PK166集成开发环境

3.3.1 PK166集成开发环境的构成

3.3.2变量存储类型与内存模式

3.4 TOSHIBA T6963 LCD显示器

3.4.1显示器的库函数

3.4.2显示器的硬件连接

3.5 伺服电机

3.6 XILINX FPGA简介

3.6.1 XILINX FPGA

3.6.2逻辑单元阵列

3.6.3 FPGA的一般开发流程

3.7 XILINX Foundation开发环境

3.7.1使用Foundation FPGA开发流程

3.7.2 Core Generator

4.多种通信方式的实现

4.1 系统与任务综述

4.1.1通信媒介

4.1.2通信系统模型

4.1.3外围器件的控制

4.2 使用CAN总线实现通信

4.2.1 CAN总线综述

4.2.2 CAN总线协议

4.2.3 C167CR 的CAN总线控制器

4.2.4硬件连接

4.2.5通信软件

4.3 串行通信

4.3.1异步串行通信

4.3.2同步串行通信

4.4 并行通信

4.5 使用外部总线进行通信

4.5.1概述

4.5.2使用板上RAM的硬件连接

4.5.3控制管脚#HOLD，#HLDA，#BREQ

4.5.4总线仲裁

4.5.5使用板上RAM通信时各寄存器的设置

4.5.6使用片上XRAM通信以及硬件连接

4.5.7使用片上XRAM通信的数据存取时序

4.6 使用同步双口先入先出堆栈进行通信

4.6.1综述

4.6.2设计流程

4.6.3 FIFO与RAM的特性

4.6.3把XC4010E配置成先入先出堆栈

4.7 使用双口 RAM的通信实现

4.7.1把XC4010E配置成双口 RAM

4.7.2软件设计

5.通信延时的测定

5.1 传输时间的测定方法

5.2 使用CAN总线通信传输延时

5.3 串行异步通信的传输延时

5.4 串行同步通信的传输延时

5.5 并行通信的传输延时

5.6 使用外部总线的传输延时

5.7 使用外部FIFO时并行通信传输延时

5.8 各种通信方式传输延时的比较

6.结论与展望

参考文献

附录

致谢