摘要研讨了FlexRay总线操控器CIC310和微处理器TC1796的微衔接口（MLI）的数据传输原理和总线协议，运用TC1796和CIC310完成MLI接口的高速数据传输，并介绍了一个主操控器衔接多个MLI模块的软件和硬件完成办法。整个体系集成度高，合适车载电子设备的许多数据传输。
关键词 TC1796 MLI接口 CIC310 FlexRay总线
导言
FlexRay总线是一种点对点方法的具有星形拓扑结构的数据传输总线。供给了传统总线通讯协议所不具有的一些特性。FlexRay简化了车载电子设备之间的通讯体系架构，使得车载电子单元变得愈加安稳和牢靠。FlexRay总线具有毛病容限，可供给500 kbps～10 Mbps的确认数据传输速率和24位CRC（循环冗余）校验码。
FlexRay总线支撑2×10 Mbps的数据速率，与CAN总线协议比较，可用的带宽进步了10～40倍。总线速率的进步使电子设备能够快速从总线获取信息，也能够快速将本身信息传送到总线上的其他设备。微处理器和FlexRay总线操控器的数据通讯一般选用串行方法、并行方法以及其他方法。并行接口方法是前期选用的高速数据传输方法，但以更高速率传输时则存在多种问题。因为数据和地址总线较多，使得接口杂乱，PCB布线难度增大，在高速时钟下每根数据线和地址线都要求尽量等长，不然或许发生数据和地址传输时相应位的紊乱，无法正确传输数据。串行方法硬件衔接便利，内部最少只需数据收和数据发2根线，但传输速率较慢。
本文介绍一种微衔接口MLI（MicroLink Interface）完成总线传输，运用FlexRay总线操控器CIC310及处理器TC1796。CIC310收集总线上各个节点的通讯数据，并对总线负载和总线容量进行检测和操控。TC1796将各个节点数据进行处理，他们之间选用微衔接口MLI，完成高速数据传输，最快数据传输速率到达37.5 Mbps，彻底满意2×10 Mbps的总线数据速率。
1 FlexRay操控器CIC310
CIC310是英飞凌公司最近推出的FlexRay总线操控器，其内部结构如图1所示。从图中能够看出，CIC310总线操控器首要由ERay模块、DMA模块、时钟办理模块、中止模块、内存和数据处理以及数据接口模块等组成。
图1 CIC310内部功用框图
CIC310有3种接口方法将数据传输到处理器，这3种方法分别为SSC（Synchronous Serial Channel，串行接口）方法、XMU（Demultiplexer 8/16 bit Parallel Interface，非复用的8/16位并行接口）方法和MLI方法。其间SSC为一般的串口衔接方法，具有衔接简略和衔接线少的特色，但数据传输速率较低；XMU接口为并口衔接方法，数据传输速度比串口方法快许多，但衔接线较多；MLI接口为专用接口方法，一般能够和专用车载操控器衔接。英飞凌的TC1796具有和CIC310衔接的MLI接口。
CIC310和总线接口有2个独立的收发通道，每个通道的数据传输速度可达10 Mbps，片内ERay模块首要担任总线数据的收发、总线和DMA模块的数据交互、向外设发生各种中止以及完成数据读写时钟的办理等。ERay模块一般经过数据滤波器，将一些播送帧和总线上其他用户的数据帧滤除后，将本用户的数据帧传输到CIC310片内的DMA模块。DMA模块进行数据处理和数据校验，能够选用事前设定的数据系数进行处理。
2 微处理器TC1796
TC1796是根据英飞凌公司TriCore处理器架构的32位微操控器，在一块芯片中集成了微操控器、微处理器和数字信号处理器。具有2 MB的嵌入式Flash和多种立异的片上外设，如毫秒总线、快速模数转换器、微衔接口以及新颖的高功能三总线结构，提升了体系整体功能，一起降低了体系本钱。其首要特色有：
◆ 具有4级流水及并行架构的高功能32位CPU，彻底集成DSP处理才能，具有单精度浮点运算单元，作业频率达150 MHz；
◆ 具有32位外设操控处理器，2 MB嵌入式程序Flash、128 KB数据Flash、16 KB仿真EEPROM、192 KB片上SRAM；
◆ 具有16通道DMA操控器，支撑同步burst Flash拜访的32位外部总线接口单元，支撑2×255个硬件中止源；
◆ 具有2个毫秒总线接口、2个通用守时器阵列模块、2个异步/同步串行通道、2个高速同步串行通道、2个高速微衔接口、4个CAN节点、4通道快速模数转换器、2个具有8/10/12位精度的16通道模数转换器。
图2 TC1796内部结构图
TC1796的内部结构如图2所示。内部首要由PMU（Program Memory Unit，程序存储单元）、DMU（Data Memory Unit，数据存储单元）、FPU（Floating Point Unit，浮点单元）、PMI（Program Memory Interface，程序存储接口）、DMI（Data Memory Interface，数据存储接口）、PCP（Peripheral Control Processor，片内外设操控处理器）、STM（System Timer，体系守时阵列）和PLL（Phase Locked Loop，锁相环）等组成。外部接口包含ADC、FADC（快速ADC）、串口、JTAG（仿真口）、GPIO（通用I/O口）、ASC（异步串口）、CAN、MSC（Micro Second Channel，毫秒口）、MLI口等。
3 MLI接口
MLI接口是一种快速同步串行接口，能够在CPU不参加的情况下进行数据传输。图3是MLI接口的典型衔接框图。
图3 MLI衔接框图
图3中，具有MLI接口的处理器称为本地操控器，另一个则为长途操控器。两边都具有发送器和接纳器。发送器和接纳器之间进行物理衔接。本地操控器初始化数据和交互参数，并担任操控一切的数据收发使命。每一次数据收发都有必要由本地操控器建议，长途操控器仅仅被迫地呼应本地操控器的指令，读取或许发送数据。如果有3个以上的MLI接口进行衔接，则只能有1个本地操控器，其他均设置成长途操控器。本地操控器具有1个发送窗口，一切的发送数据均经过发送窗口写入发送器并发送出去。本地操控器接纳到数据后经过中止方法告诉CPU或许DMA进行读取数据。长途操控器具有1个长途窗口，没有发送窗口；但长途操控器不能操控长途窗口，长途窗口和发送窗口相同，都是由本地操控器操作。实际上，长途操控器相当于一个彻底被迫的设备。长途操控器收到数据将主动或许手动放到长途窗口中，由长途操控器的CPU或许DMA从相应地址读取。当长途操控器的CPU或许DMA需求发送数据时，本地操控器操控长途窗口读取相应地址的数据，并从发送器发送到本地操控器的接纳器。
4 TC1796和CIC310的MLI接口衔接
TC1796最多能够和4个CIC310的MLI接口衔接，这样1个处理器就能够衔接4个总线操控器，然后操控8个总线节点并进行数据通讯（每个CIC310操控2个总线节点），节约处理器本钱。图4为TC1796和2个CIC310的MLI接口衔接。TC1796有必要作为本地操控器，2个CIC310均为长途操控器。
图4 TC1796与2片CIC310衔接
TC1796向CIC310发送数据的衔接阐明如下：MLI的接纳器具有4个引脚，分别为RREADYA（接纳数据准备好标志）、RVALIDA（接纳数据有用标志）、RDATAA（接纳数据）、RCLKA（接纳时钟）；对应的发送器也具有TREADYA（发送数据准备好标志）、TVALIDA（发送数据有用标志）、TDATAA（发送数据）、TCLK（发送时钟）。其间TDATA和TCLK引脚由TC1796输出，衔接到每个CIC310的RDATAA和RCLKA引脚，这样每个CIC310都选用同一个时钟和数据信号。TC1796的4个MLI接口具有4个发送数据准备好标志和发送数据有用标志，分别为TREADYA～TREADYD、TVALIDA～TVALIDD。将每个MLI的一对这样的引脚衔接到1个CIC310上，就完成对不同CIC310的挑选，然后区分出对哪个CIC310发送数据。从硬件衔接能够看出，TC1796尽管能够和多个CIC310衔接，但一起只能对1个CIC310发送数据。
TC1796接纳CIC310的数据衔接阐明如下：TC1796的MLI接纳器每个接口都具有独立的4个引脚，RREADYA～RREADYD、RVALIDA～RVALIDD、RDATAA～RDATAD、RCLKA～RCLKAD，这样每个接口正好和CIC310的发送器的4个引脚衔接，能够一起接纳4个CIC310的数据。在TC1796内部，将每个CIC310衔接到不同的DMA中止上，运用DMA进行数据读取。
TC1796与多个CIC310进行衔接，选用下行单向通讯（TC1796向CIC310发送数据）、上行并行通讯（CIC310向TC1796发送数据）的意图是削减总线负载。当总线节点有数据向处理器发送时，处理器总是及时读取数据，防止总线重发数据，一起防止CIC310无法存储突发的许多数据帧。当处理器需求向总线发送数据时，即便处理器需求一起向多个总线节点发送数据，仍然选用单个节点轮番发送数据的方法，防止处理器一起将许多数据发送到总线，添加总线负载。一旦总线负载添加，数据传输误码率将大大添加，使得总线恶化。
参考文献
[1] Infineon Technologies Inc. TC1796 32Bit SingleChip Microcontroller User’s Manual，2007.
[2] Infineon Technologies Inc. SAKC%&&&&&%310OSMX2HT FlexRay Communication Controller Data Sheet，2007.
