２ 非多路復用總線的信號和時序

２．１ TMS320F206接口的主要信號說明

TMS320F206的總線接口方式采用地址和數(shù)據(jù)分離的形式。其主要信號有地址信號Ａ０～Ａ１５、數(shù)據(jù)信號Ｄ０～Ｄ１５、讀信號ＲＥ、寫信號ＷＥ、閘門信號ＳＴＲＢ、Ｉ／Ｏ空間選擇信號ＩＳ、數(shù)據(jù)存儲器選擇信號ＤＳ、程序存儲器選擇信號ＰＳ、機器時鐘輸出信號ＣＬＫＯＵＴ１。當對外部數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器或Ｉ／Ｏ空間訪問時，ＳＴＲＢ有效；當對外部Ｉ／Ｏ訪問時（即程序中使用ＰＯＲＴＲ和ＰＯＲＴＷ指令），ＩＳ有效。

２．２ ＴＳＭ３２０Ｆ２０６的Ｉ／Ｏ時序分析

ＴＭＳ３２０Ｆ２０６的讀寫時序如圖３和圖４所示。Ｉ／Ｏ的讀或?qū)懝ぷ髦芷谝话阍趦蓚€機器周期內(nèi)完成。在此期間，ＩＳ信號和地址信號一直保持有效；閘門信號ＳＴＲＢ發(fā)生在第一個機器周期有效后并保持一個機器周期以上；ＲＥ和ＷＥ有效時，數(shù)據(jù)有效。兩次連續(xù)的寫操作（如圖４所示）時，ＷＥ的有效間隔時間ｔW（WH）最小為（２Ｈ－４）ｎｓ，而兩次連續(xù)的讀操作（如圖３所示）時，ＲＥ的有效間隔時間ｔW（RDH）為（Ｈ－４）ｎｓ～Ｈｎｓ，其中Ｈ為０．５倍的機器時鐘周期?？梢妼τ谶B續(xù)的讀、寫操作，ＲＥ、ＷＥ的有效間隔不同，設(shè)計電路時應(yīng)注意此細節(jié)。在連續(xù)的讀或?qū)懖僮鲿r，ＩＳ信號一直為有效電平'０'，無法以此信號作為產(chǎn)生ＳＪＡ１０００的ＡＬＥ、讀、寫信號起始基準；而在寫周期時，ＳＴＲＢ與ＷＥ的變化始終保持一致，因此在產(chǎn)生ＳＪＡ１０００寫周期時，可以用ＳＴＲＢ作為ＡＬＥ、ＷＲ產(chǎn)生的起始基準信號。但是ＴＳＭ３２０Ｆ２０６在連續(xù)的讀操作時，ＳＴＲＢ一直保持為低電平，可見在產(chǎn)生ＳＪＡ１０００讀、寫操作周期時，無法單獨以它作為ＡＬＥ、ＲＤ信號產(chǎn)生的起始基準，需與ＩＳ、ＷＥ、ＲＥ進行邏輯組合來作為ＳＪＡ１０００讀、寫操作周期的起始基準信號。

３ ＣＰＬＤ實現(xiàn)轉(zhuǎn)換橋的設(shè)計方法

此轉(zhuǎn)換橋如果用中規(guī)模集成電路（７４系列）實現(xiàn)起來比較復雜，工作頻率又較高，布線時若稍不合理，易引起干擾，使得電路工作不穩(wěn)定，因此這里采用高可靠性的復雜可編程邏輯器件ＣＰＬＤ，用硬件描述語言ＶＨＤＬ來實現(xiàn)。

３．１ 轉(zhuǎn)換橋引腳信號定義

圖５為轉(zhuǎn)換橋的時序仿真圖，其中轉(zhuǎn)換橋的各引腳信號與ＴＭＳ３２０Ｆ２０６和ＳＪＡ１０００ｌSJA10001引腳信號的對應(yīng)為：ｆａｂｌ７接Ａ0～Ａ7；ｆｄｂ７接Ｄ0～Ｄ7；ｆｄｓ接ＩＳ；ｆｓｔｒｂ接ＳＴＲＢ；ｆｗｅ接ＷＥ；ｆｒｄ接ＲＥ；ｆｃｐ接ＣＬＫＯＵＴ１；ａｌｅ接ＡＬＥ；ａｄｂ７接ＡＤ７～ＡＤ０；ｗｒ接ＷＲ；ｒｄ接ＲＤ。

３．２ ＳＪＡ１０００讀、寫周期使能信號和起始基準信號的確定

轉(zhuǎn)換橋的基準時鐘ｆcp為ＴＭＳ３２０Ｆ２０６TMS320F206的機器時鐘輸出信號ＣＬＫＯＵＴ１。ｆcp為２０ＭＨｚ的方波信號。因為ＴＭＳ３２０Ｆ２０６的讀或?qū)懝ぷ髦芷谝话銥橐弧蓚€機器時鐘周期，此時基準時鐘ｆcp最多含有四個邊沿狀態(tài)，無法完成非多路復用到多路復用的轉(zhuǎn)換，所以通過軟件等待設(shè)置，使ＴＭＳ３２０Ｆ２０６對外部總線操作時，由原來所用的一個機器時鐘周期延長到四個機器時鐘周期，邊沿狀態(tài)個數(shù)增加了４倍。另外ｆcp的脈寬為２５ｎｓ，這樣可以保證轉(zhuǎn)換橋輸出的多路復用總線時序的時間參數(shù)滿足ＳＪＡ１０００的時序要求。從上面的時序分析中可以確定出ＳＪＡ１０００的讀、寫周期的使能信號（ＩＳ）和起始基準信號（ＳＴＲＢ、ＷＥ、ＲＥ邏輯組合）。ＩＳ作為轉(zhuǎn)換橋的片選信號，當ＩＳ?quot;０"時，轉(zhuǎn)換橋工作；否則，轉(zhuǎn)換橋的各輸出信號被懸掛。當ＩＳ為"０"、ＳＴＲＢ為"０"、ＷＥ為"０"、ＲＥ為"１"時，ＤＳＰ開始對外部Ｉ／Ｏ進行寫操作，在后面緊跟的四個ＤＳＰ機器時鐘周期產(chǎn)生出１個ＳＪＡ１０００的寫周期；當ＩＳ為"０"、ＳＴＲＢ為"０"、ＷＥ為"１"、ＲＥ為"１"時，ＤＳＰ開始對外部Ｉ／Ｏ進行讀操作，在后面緊跟的四個ＤＳＰ機器時鐘周期產(chǎn)生出１個ＳＪＡ１０００的讀周期。

３．３ 讀操作轉(zhuǎn)換過程

通過軟件等待設(shè)置，使ＤＳＰ的 Ｉ／Ｏ讀、寫操作需四個機器時鐘周期。在第一個時鐘周期的上升沿產(chǎn)生ａｌｅ信號（脈寬為０．５倍的機器時鐘周期），同時將ＤＳＰ輸入的低八位地址ｆａｂｌ７鎖存并送到地址數(shù)據(jù)復用總線ａｄｂ７，并保持到第二個時鐘周期的上升沿為止，此時ａｄｂ７為高阻狀態(tài)。第三、第四個時鐘周期，ＤＳＰ的讀信號ｆｒｄ有效，將此信號直接送到ｒｄ引腳，此時ａｄｂ７引腳的數(shù)據(jù)直接送給ｆｄｂ７引腳，讀操作結(jié)束。

３．４ 寫操作轉(zhuǎn)換過程

在寫操作的四個時鐘周期中，在第一個時鐘周期的上升沿產(chǎn)生ａｌｅ信號（脈寬為一個機器時鐘周期），同時將ＤＳＰ輸入的低八位地址ｆａｂｌ７引腳的信號送到ａｄｂ７上，并保持到第三個時鐘周期結(jié)束。在第四個時鐘周期的上升沿產(chǎn)生寫信號ｗｒ（寬度為一個時鐘周期），在ＤＳＰ寫信號ｆｅｗ的上升沿處鎖存數(shù)據(jù)線ｆｄｂ７來的信號，并將其送到ａｄｂ７引腳上，延時到第五個時鐘周期時把ａｄｂ７變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，寫操作結(jié)束。

本文提出的非多路復用總線到多路復用總線轉(zhuǎn)換橋采用了Ｘｉｌｉｎｘ公司的ＣＰＬＤ芯片ＸＣ９５１４４－１５－ＰＱ１００，并使用該公司開發(fā)的集成環(huán)境Ｆｕｎｄａｔｉｏｎ Ｆ３．１ｉ，將其集成為一塊專用芯片。通過大量的實驗測試，此轉(zhuǎn)換橋工作非常穩(wěn)定，現(xiàn)已應(yīng)用到電力網(wǎng)絡(luò)饋線遠程終端裝置（ＦＴＵ）中。