作者：北京理工大學(xué)（100081）陳云窗 侯朝楨 湯霞清 來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

摘要：介紹了采用tms320c31和80c196雙cpu構(gòu)成的高速實時控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成，給出了tms320c31、80c196與雙口ram idt7140之間的接口電路，idt公司雙口ram系列的中斷邏輯設(shè)計以及dps與80c196之間采用雙口ram進(jìn)行高速數(shù)據(jù)通信的軟件實現(xiàn)。該控制系統(tǒng)可應(yīng)用于對實時性要求很高的系統(tǒng)中。 關(guān)鍵詞：dsp 雙口ram 高速實時 中斷 dsp也稱數(shù)字信號處理器。tms320c31是ti公司的第三dsp芯片，它的基本結(jié)構(gòu)包括：（1）程序文憑間與數(shù)據(jù)空間分開的總線結(jié)構(gòu)，可以對程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器這兩個獨立的存儲器進(jìn)行獨立編址、獨立訪問；（2）流水線結(jié)構(gòu)，以三級流水線操作為例，在每個指令周期內(nèi)，三條不同的指令都處于激活狀態(tài)，但處于不同的階段，分別為取指、譯碼和執(zhí)行；（3）專用的硬件乘法器，使乘法可以在單周期內(nèi)完成；（4）特殊的dsp指令；（5）快速的指令周期，可以達(dá)到33.3ns，即每秒能執(zhí)行60m條指令。

由一片tms320c31加上存儲器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元和外設(shè)接口就可以構(gòu)成一個完整的控制系統(tǒng)，但這種方案若要達(dá)到高速實時控制則是不可行的。因為tms320c31除要完成復(fù)雜的算法，還要采集處理數(shù)據(jù)、控制外部系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和實現(xiàn)人機(jī)接口等功能，而這些工作勢必會大大延長系統(tǒng)對控制對象進(jìn)行控制的周期。所以我們采用tms320c31和一個通用微處理器80c196一起來作為這個高速實時控制系統(tǒng)的cpu。其中80c196作為主機(jī)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集處理、外部系統(tǒng)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制和驅(qū)動以及人機(jī)接口等功能；tms320c31作為從機(jī)，負(fù)責(zé)復(fù)雜算法的實現(xiàn)。這樣可以使tms320c31專注于算法的計算，充分利用它高速數(shù)據(jù)處理的能力。tms320c31與80c196之間通過雙口ram進(jìn)行高速數(shù)據(jù)通信，之所以采用雙口ram是因為這種通信方式數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾屎芨�，并且抗干擾性能較好。

1 系統(tǒng)構(gòu)成 系統(tǒng)主要由兩大模塊組成：算法模塊和輸入輸出控制模塊。算法模塊以tms320c31為核心構(gòu)成，是整個系統(tǒng)的計算中心，負(fù)責(zé)復(fù)雜算法的實現(xiàn)；輸入輸出控制模塊以80196為中心構(gòu)成，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集處理、外部系統(tǒng)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制和驅(qū)動以及人機(jī)接口等功能。算法模塊與輸入輸出控制模塊之間通過雙口ram idt7140進(jìn)行高速數(shù)據(jù)通信。算法通過從輸入輸出控制模塊處獲得算法所需的輸入數(shù)據(jù)（即實時采樣到的數(shù)據(jù)），然后將計算結(jié)果送給輸入輸出控制模塊，最后再由輸入輸出控制模塊控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 2 tms320c31、80c196與雙口ram idt7140之間的接口電路 如圖1所示，idt7140有兩組完全對稱的地址線數(shù)據(jù)線和控制線，tms320c31與左邊這組線相連，80c196與右邊的那組線相連。tms320c31給idt7140分配的地址空間為0x20000h～0x1003ffh。通過gal16v8對a[20,23]和外部存取選通信號/strb進(jìn)行譯碼，給出idt7140的片選信號/cel。idt7140通過/busyl和/busyr引腳接高電平，工作在中斷方式。idt7140的中斷信號/intl可以與tms320c31的某個外部中斷引腳直接相連（這里將外部中斷1即int1分配給雙口ram idt7140）,具體原因?qū)⒃诘?部分進(jìn)行說明。80c196給idt7140分配地地址空間為0xa000h～0xa3ffh。通過gal16v8對ad[12,15]和外部存儲器讀信號/rd進(jìn)行譯碼，給出idt7140的片選信號/cer。80c196的/we在寫周期為低電平，讀周期為高電平，與idt7140的r/wr定義一致，所以/we可直接與r/we可直接與r/wr相連，作為idt7140右邊的讀之所以控制信號。idt7140的中斷引腳/intr接到80c196的外部中斷。 3 雙口ram idt7130/40的中斷邏輯設(shè)計 雙口ram必