基于DSP TMS320F2812的智能接口板设计

引言

随着电子技术的发展，数字电路的集成度和性能有了非常大的提高，因此可以在单板上实现复杂的电路功能，本设计就是在TI公司高集成度的TMS320F2812处理器上设计外围接口电路，实现多路高速ARINC429接口、高速RS422接口、高速RS232接口，由于该款DSP的卓越性能，该接口板具有强大的多路接口通讯实时处理能力，同时由于该接口板的通讯接口都是标准接口，物理结构为PMC底板结构，具有一定的通用性。

系统设计

接口板采用TMS320F2812处理器，对串行数据的接收和发送采用智能控制方式，它通过一个512K（32K×16）双端口存储器（DPRAM）实现与主处理机之间的数据交互，双端口存储器与主处理机之间为PCI总线接口，物理连接方式为PMC标准插座。模块功能框图见图1。限于篇幅，本文主要介绍局部总线端电路设计，与主机接口端PCI设计另有文章介绍。


图1 接口板功能框图

接口板主要由如下功能部分组成：

•处理器电路、数据处理器TMS320F2812，主频150MHz，集成128K字容量程序FLASH、18K字容量SARAM；

• 双口RAM IDT70V27，容量为32K×16bit；

• 时钟和复位电路MAX791；

• 10路全双工RS422串行接口电路TL16C554；

• 2路全双工RS232串行接口电路；

• 4收2发ARINC429接口DEI1016A、BD429A；

• PCI总线接口电路PCI9054；

• 逻辑控制电路XC95288XL；

• 提供＋5V转＋15V、-15V电路DCP020515DP，负载80mA。

处理器及存储电路

处理器

处理器选用TI公司的16位TMS320F2812芯片，主频可达到150MHz。主要特点如下：

• 150MIPS运行速度；

• 集成128K字容量程序FLASH，18K字容量SARAM；

• 56路独立的可编程多路复用I/O引脚；

• 锁相环（PLL）模块；

• 3个32位定时器

• 2个串行通信接口SCI；

• 1个串行外设接口SPI；

• 16路ADC（12bit）；

• 2路eCAN接口；

• 3个可屏蔽中断；

• JTAG接口；

• 哈佛结构。

本接口板在设计中用到TMS320F2812处理器的数据处理功能、存储器功能、通用IO功能、串行通信功能和JTAG接口。16位地址线A15~A0，16位数据线D15~D0。

TMS320F2812处理器地址空间映像如图2所示。该接口板地址分配如表1。


图2 地址映象

存储电路

在实时系统中，串行数据的采集及交换是影响系统开销的瓶颈之一，在这类系统中，数据交换要求的通讯速率往往很高。传统的并行接口和串行接口设计无论在通信速率，还是在可靠性方面都不易满足要求。而双端口RAM则是一个较好的实现方案。它具有通讯速率高、接口设计简单等特点，因而能在这类设计中得到广泛的应用。