一種基于SPI串行鏈路的模擬DPRAM通信系統及方法技術方案

本發明專利技術涉及一種基于SPI串行鏈路的模擬DPRAM通信系統及方法，所述通信系統包括：主控制CPU、模擬DPRAM、IO總線控制CPU、SPI驅動設備和SPI外設；所述模擬DPRAM包括模擬DPRAM接口；所述模擬DPRAM接口、主控制CPU、SPI驅動設備、SPI外設和IO總線控制CPU依次連接。本發明專利技術實現了采用SPI接口模擬DPRAM的方式，這樣降低成本的同時可以滿足通信的性能要求，對PCB的尺寸減小也有幫助。重要的是，其他部分的軟件可以不做修改，和采用DPRAM的軟件架構保持一致。

Analog DPRAM communication system and method based on SPI serial link

The invention relates to a simulation of DPRAM communication system and method based on the SPI serial link, including the communication system: the main control CPU, DPRAM simulation, IO bus control CPU, SPI driver and SPI peripheral equipment; the simulation DPRAM simulation including the DPRAM interface; the analog DPRAM interface, the main control CPU, SPI device driver SPI, peripherals and IO bus controller CPU are connected in sequence. The invention realizes the mode of simulating DPRAM with SPI interface, thus reducing the cost and satisfying the performance requirement of communication, and also reducing the size of PCB. Importantly, other parts of the software can be made without modifications and consistent with the DPRAM software architecture.

【技術實現步驟摘要】
一種基于SPI串行鏈路的模擬DPRAM通信系統及方法
本專利技術涉及通信領域，具體涉及一種基于SPI串行鏈路的模擬DPRAM通信系統及方法。
技術介紹
SPI(SerialPeripheralInterface--串行外設接口)總線系統是一種同步串行外設接口，它可以使MCU與各種外圍設備以串行方式進行通信以交換信息。SPI有三個寄存器分別為：控制寄存器SPCR，狀態寄存器SPSR，數據寄存器SPDR。外圍設備包括FLASHRAM、網絡控制器、LCD顯示驅動器、A/D轉換器和MCU等。SPI總線系統可直接與各個廠家生產的多種標準外圍器件直接接口，該接口一般使用4條線：串行時鐘線(SCLK)、主機輸入/從機輸出數據線MISO、主機輸出/從機輸入數據線MOSI和低電平有效的從機選擇線NSS(有的SPI接口芯片帶有中斷信號線INT、有的SPI接口芯片沒有主機輸出/從機輸入數據線MOSI)。SPI接口是Motorola首先在其MC68HCXX系列處理器上定義的。SPI接口主要應用在EEPROM、FLASH、實時時鐘、AD轉換器，還有數字信號處理器和數字信號解碼器之間。SPI接口是在CPU和外圍低速器件之間進行同步串行數據傳輸，在主器件的移位脈沖下，數據按位傳輸，高位在前，低位在后，為全雙工通信，數據傳輸速度總體來說比I2C總線要快，速度可達到幾Mbps。在PLC架構中為了降低主控CPU的負荷以及提高現場總線的性能，會考慮將現場總線使用單獨CPU的方式，這樣就會出現雙CPU的架構。實現這樣的架構需要考慮兩個CPU之間的通信性能，一般會采用DPRAM(全稱為DualPortRAM或雙口RAM)的方式，這樣可以提高CPU之間的數據傳輸能力。DPRAM為以下數據提供了存儲空間：1)主機到PMAC的數據：電機的指令位置，電機指令速度，機床在線命令，運動程序中的控制變量值。2)從PMAC到主機的數據：電機狀態變量，電機的實際位置，電機的實際速度，電機的實際加速度，電機的跟隨誤差，機床及控制面板的開關量，手搖脈沖發生器的脈沖數值。在PMAC中，PLC程序以一定的時間間隔運行，在PLC程序中，可以讀出上述數據，經過簡單的轉換再將數據寫入到DPRAM中，主機就可以讀出數據并進行處理。選擇DPRAM作為CPU之間的通信鏈路在數據傳輸性能上有很大的提高，但同時也需要考慮兩個方面的影響，一是整個產品的成本會上升，主要表現在增加了DPRAM器件以及使用DPRAM的話需要選擇支持外部SRAM的CPU，而在同一個系列的CPU中支持外部SRAM的都屬于中高檔的CPU，價格比較高。二是增加了DPRAM，那么必然要占據PCB的空間，同時由于DPRAM采用的是并行傳輸的方式，對于PCB的布線也會有一定的挑戰，對于信號完整性和PCB的EMC性能都會有很大的挑戰。
技術實現思路
針對現有技術上的不足，本專利技術的目的是提供一種基于SPI串行鏈路的模擬DPRAM通信系統及方法，采用SPI接口模擬DPRAM的方式，這樣降低成本的同時可以滿足通信的性能要求。本專利技術的目的是采用下述技術方案實現的：本專利技術提供一種基于SPI串行鏈路的模擬DPRAM通信系統，其改進之處在于，所述通信系統包括：主控制CPU、模擬DPRAM、IO總線控制CPU、SPI驅動設備和SPI外設；所述模擬DPRAM包括模擬DPRAM接口；所述模擬DPRAM接口、主控制CPU、SPI驅動設備、SPI外設和IO總線控制CPU依次連接。進一步地，所述主控制CPU通過模擬DPRAM接口與所述SPI外設連接；所述SPI外設通過模擬DPRAM接口與所述IO總線控制CPU連接；所述SPI驅動設備用于實現主控制CPU和IO總線控制CPU的收發控制。進一步地，所述主控制CPU為SPI控制主設備；所述IO總線控制CPU為SPI控制從設備。進一步地，所述模擬DPRAM還包括RAM和SPI寄存器，所述RAM和SPI寄存器依次連接。進一步地，所述模擬DPRAM接口，用于提供類似DPRAM的接口讀寫方式，將通信系統的實現封裝起來。進一步地，所述SPI控制主設備和SPI控制從設備，均用于從RAM到SPI寄存器的讀取和寫入控制。進一步地，所述SPI外設，包含在單片機內部的SPI設備(SPI設備一般是指具有SPI接口的外設(相對于CPU來說)，比如SPIflash，SPISD卡。SPI控制主設備指能夠主動發起SPI通信的設備一般是指CPU。SPI控制從設備一般指具有SPI接口的外設，即SPI設備。一個單片機為SPI主控制設備，一個單片機為SPI從控制設備)[SPI設備一般是指具有SPI接口的外設(相對于CPU來說)，比如SPIflash，SPISD卡。SPI控制主設備指能夠主動發起SPI通信的設備一般是指CPU。SPI控制從設備一般指具有SPI接口的外設，即SPI設備。本申請是一個單片機為SPI主控制設備，一個單片機為SPI從控制設備。。進一步地，所述主控制CPU、模擬DPRAM、IO總線控制CPU、SPI驅動設備和均封裝于單片機中，所述單片機的個數為2；所述SPI外設為運行于單片機中的應用程序。進一步地，所述單片機采用邏輯控制器PLC實現。本專利技術還提供一種基于SPI串行鏈路的模擬DPRAM通信系統的通信方法，其改進之處在于，所述方法包括下述步驟：步驟1：采用模擬DPRAM接口，提供類似DPRAM的接口讀寫方式，將內部的實現封裝起來；步驟2：主控制CPU對SPI控制，包含從RAM到SPI寄存器的讀取和寫入控制；步驟3：SPI驅動設備實現SPI控制主設備和SPI控制從設備的收發控制。步驟4：SPI外設，單片機內部的SPI設備。步驟5：進行IO總線控制CPU的控制。與最接近的現有技術相比，本專利技術提供的技術方案達到的有益效果是：本專利技術提供的技術方案實現了采用SPI接口模擬DPRAM的方式，這樣降低成本的同時可以滿足通信的性能要求，對PCB的尺寸減小也有幫助。重要的是，其他部分的軟件可以不做修改，和采用DPRAM的軟件架構保持一致。根據邏輯上的定義，物理上通過SPI來連接兩個獨立的單片機(CPU)，并且需要設定主控制CPU為SPI主設備，IO總線控制CPU為SPI從設備，可以減輕CPU的負擔，從而對整個系統的性能有很大的提升。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是基于SPI串行鏈路的模擬DPRAM通信系統的邏輯示意圖；圖2是基于SPI串行鏈路的模擬DPRAM通信系統的物理實現示意圖。具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本專利技術的技術方案進行詳細的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施方式，都屬于本專利技術所保護的范圍。第一優選技術方案采用物理器件DPRAM作為雙CPU之間通信的方式，雖然能夠提供比較高的性能，但成本也比較高，不但需要增加DPRAM器件，還需要選擇支持本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于SPI串行鏈路的模擬DPRAM通信系統，其特征在于，所述通信系統包括：主控制CPU、模擬DPRAM、IO總線控制CPU、SPI驅動設備和SPI外設；所述模擬DPRAM包括模擬DPRAM接口；所述模擬DPRAM接口、主控制CPU、SPI驅動設備、SPI外設和IO總線控制CPU依次連接。

【技術特征摘要】
1.一種基于SPI串行鏈路的模擬DPRAM通信系統，其特征在于，所述通信系統包括：主控制CPU、模擬DPRAM、IO總線控制CPU、SPI驅動設備和SPI外設；所述模擬DPRAM包括模擬DPRAM接口；所述模擬DPRAM接口、主控制CPU、SPI驅動設備、SPI外設和IO總線控制CPU依次連接。2.如權利要求1所述的基于SPI串行鏈路的模擬DPRAM通信系統，其特征在于，所述主控制CPU通過模擬DPRAM接口與所述SPI外設連接；所述SPI外設通過模擬DPRAM接口與所述IO總線控制CPU連接；所述SPI驅動設備用于實現主控制CPU和IO總線控制CPU的收發控制。3.如權利要求1所述的基于SPI串行鏈路的模擬DPRAM通信系統，其特征在于，所述主控制CPU為SPI控制主設備；所述IO總線控制CPU為SPI控制從設備。4.如權利要求1所述的基于SPI串行鏈路的模擬DPRAM通信系統，其特征在于，所述模擬DPRAM還包括RAM和SPI寄存器，所述RAM和SPI寄存器依次連接。5.如權利要求1所述的基于SPI串行鏈路的模擬DPRAM通信系統，其特征在于，所述模擬DPRAM接口，用于提供類似DPRAM的接口讀寫方式，將通信系統的實現封裝起來。6.如權利...

【專利技術屬性】
技術研發人員：宋晉泉，
申請(專利權)人：北京開疆智能自動化科技有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11