导言
数据收集的实时性和可靠性是联系工业操控体系性 能的重要因素，数据收集体系的速率首要取决于A/D转化、通讯接口和总线传输的速率。 TI公司推出的DSP芯片TMS320F2812具有很高的作业频率和丰厚的外设资源，能够满意收集体系的实时性要求，一起又降低了体系规划的本钱。Compact PCI总线作为PCI总线向工业操控范畴的拓宽，除了 具有高速的传输速率，还具有优秀的机械特性和电气特性。本文研发了一种依据Compact PCI总线的数据收集体系，体系以DSP作为操控中心，能够进行模仿信号收集、并行接口和串行接口的数据信号的采样。
1 Compact PCI总线简介
Compact PCI总线与PCI标准彻底兼容，但作为敞开的工业计算机标准，Compact PCI总线与PCI总线有许多不同。首要体现在：
(1) Compact PCI总线具有热切换才能，能够使整个体系在不断电的状况下，替换损坏的插板，这关于有高可靠性要求的体系是至关重要的。
(2) Compact PCI总线选用欧式插卡(Eurocard)，具有更好的机械特性。欧式插卡的拼装技能现在现已十分老练，插卡垂向而平行的刺进机箱，有利于通风散热;选用刺进式电源模块，便于修理，适合于安装在标准化工业机架上。
(3) 运用高密度针孔总线衔接器，彻底气密，比台式机的PCI插槽具有更高的抗震功用和可靠性。
(4) Compact PCI底板能够包容8块插卡，比原有的PCI标准增加了一倍，更能满意工业体系的需求。
2 收集体系硬件结构规划
在工业操控体系中，收集体系一方面需求把电机转速、电流环等模仿参数传送到监控主机，另一方面需求对下位机的各种参数和图画数据进行收集，一起监控主机还要对下位机发送各种操控信号。为了统筹各种需求，规划中调集了模仿和数字两种收集方法，能够完结8路A/D采样，2路串行数据收集和2路并行数据收集，体系的结构框图如图1所示。
图1 收集体系结构框图
收集体系以数字信号处理芯片TMS320F2812作为操控中心，F2812最高作业频率可达150MHz，除了丰厚的内部存储器资源外，还具有 ADC，SCI、SPI等多种外设资源，规划中利用了其ADC和SCI模块来进行模仿信号和串行数字信号的收集。对并行数据的收集则不经过DSP而直接与 主机进行数据交换。由于主机与外设速度不匹配，选用双口RAM芯片IDT70V24作为数据缓存，它是一种高速度、低功耗的双口RAM，存储量为8k字 节。体系的逻辑操控选用CPLD芯片XC95108完结，它首要担任的功用是PCI部分总线裁定和地址译码。三种收集模块的完结如下：
(1) A/D收集模块。对模仿信号的采样运用了F2812自带的数模转化模块ADC，该ADC具有16路模仿输入通道，带有两路内置S/H(抽样保 持器)，转化精度为12bit，最大转化速率为12.5MSPS，支撑范围在0～3 V的数据输入。16路输入通道在ADC内部共用1个模数转化器，它们 被分位两组，每组8路通道，运用排序器Sequencer来设定每路通道占用模数转化器的次序。规划中运用了其间8路通道 (ADCIN0～ADCIN7)。
(2) 串行数据收集模块。F2812的SCI模块具有两路串行通讯接口，可装备成65536种不同的波特率，具有奇偶校验标志，可作业于半双工或许全双工形式，可设置成中止或许查询方法。别的，SCI还具有两个增强功用：①发送、接纳都具有独立的FIFO，FIFO深度为16个字，触发级能够装备为 16以内的任何数。这种灵敏的设置对实际运用十分便利，由于下位机收集的数据长度往往不是16的整数倍，依据其数据长度设定FIFO触发级，能够使一帧数 据及时被传输和处理;②能够完结波特率自动检测，这在不知道通讯终端波特率或许需求替换通讯终端的状况下十分适用。下位机与监控主机的通讯选用RS-422 接口，传输间隔远，抗干扰才能强。RS-422传输运用的是差分电平，而SCI的输入输出管脚是TTL电平，需求进行电平转化，规划种选用了契合RS- 422标准的电平转化芯片MAX3461。
(3) 并口通讯模块。关于图画信号等数据传输量大的信号，需求运用并口通讯的方法。本收集体系供给两路并口，数据宽度为8位，地址宽度为8位，它们经过双口RAM与主机进行数据交换。
3 Compact PCI接口规划
3.1 CPCI桥接芯片
现在，许多PCI协议芯片一起也支撑热交换，使得原有的依据PCI总线的硬件体系能够很容易地移植到CPCI构架下，而不需求在硬件和软件上做大的修正。本规划选用的是PLX公司推出的PCI9054，契合PCI 2.2标准和CPCI 2.1热交换标准。
针对CPCI的热交换标准，PCI9054供给了管脚ENUM#和LEDon/LEDin，ENUM#的激活标明板卡的插拔状况行将产生改动，LEDon/LEDin管脚用于驱动外部LED，指示当时体系软件层衔接和断开的状况。PCI9054还供给了热交换操控寄存器HS_CSR用来记载 板卡插拔状况并操控指示灯状况。HS_CSR的界说表1所示。
