研究基于mfr4200的fkxray總線在嵌入式數(shù)字信號處理器omap5912上的實現(xiàn)。整個系統(tǒng)以dsp為核心，采用freescale公司的mfr4200總線控制器實現(xiàn)flexray通信協(xié)議，進行數(shù)據(jù)收發(fā)。系統(tǒng)制造簡單，集成度高，適用于車內多種電子設備的局域總線實現(xiàn)。

　　引 言

　　flexray總線是最近推出的一種采用點對點(星型拓撲結構)連接，借助無屏蔽或屏蔽雙絞線電纜的先進高速串行同步和異步通信系統(tǒng)。flexray總線具有故障容限，可提供500kbps～10 mbps的確定數(shù)據(jù)傳輸速率和24位crc(循環(huán)冗余)校驗碼。flexray是一種時間觸發(fā)型總線，所有的子系統(tǒng)按照預先設定的時隙進行連續(xù)通信。flexray總線的推出可以解決目前車載多種電子設備的網絡連接問題，而早期的can總線和lin總線已經無法滿足現(xiàn)代車載電子設備的高速通信要求。

　　本文介紹一種在嵌入式數(shù)字信號處理器(dsp)omap5912上實現(xiàn)flexray總線的方法。flexray總線負責將各個設備的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絛sp，dsp負責對數(shù)據(jù)進行分析和處理。由于系統(tǒng)采用了dsp，因此可以對車載電子的語音和圖像數(shù)據(jù)的復雜算法進行處理。本文著重討論dsp和flexray總線的軟硬件連接。

　　1 fiexray總線及其控制器mfr4200

　　flexray總線是一種全新的總線系統(tǒng)。其主要特性有：

　　①支持雙通信通道，每個通道的速率均達到lo mbps。與can協(xié)議相比，可用的帶寬提高了lo～40倍。
　　
　�、诳偩�數(shù)據(jù)的訪問是基于同步時基的。該時基通過協(xié)議自動建立和同步，并提供給應用層。時基的精確度介于0．5 μs和10μs之間。由于采用同步時基，消息在通信周期中擁有固定位置，接收器已經提前知道，消息到達的時間，因此可以根據(jù)時間對各種特殊情況進行相應的處理。

　�、踗lexray總線提供消息冗余傳輸或非冗余傳輸兩種選擇，系統(tǒng)可以進行優(yōu)化，以提高可用性或吞吐量，用戶無需調整現(xiàn)有節(jié)點中的軟件就可以擴展整個系統(tǒng)；同時，支持總線或星型拓撲結構。flexray總線提供了大量配置參數(shù)，可以支持對系統(tǒng)進行調整，如通信周期的持續(xù)時間、消息長度等，以滿足不同應用場合的需求。
　　
　　flexray總線的這些特性使其可以用于替代can總線，適合車載骨干網絡、分布式控制系統(tǒng)以及安全系統(tǒng)等應用場合。目前已有多家公司生產flexray總線控制器。這里選用freescale公司的mfr4200總線控制器，介紹其內部結構以及和dsp的軟硬件連接方法。
　　
　　mfr4200總線控制器的內部功能框圖如圖1所示。從圖中可以看出，mfr4200總線控制器主要由物理層接收／發(fā)送通道、主機hcsl2接口、mem控制器、電源管理模塊以及時鐘管理模塊等多個部分組成。

　　物理層通道有兩個獨立的接收／發(fā)送通道，每個通道的速率均達到10 mbps。在工作狀態(tài)下，主機可以訪問mfr4200的接收通道fifo和發(fā)送消息緩沖區(qū)；通過對fifo和消息緩沖區(qū)的配置、控制和讀寫，實現(xiàn)對物理層數(shù)據(jù)的收發(fā)。接收fifo最大可以存儲59個消息，總線上 的數(shù)據(jù)幀都將到達總線上所有的mfr4200。每一個mfr4200在收到總線數(shù)據(jù)幀后，都將經過接收濾波器；濾波器將不屬于自己地址的數(shù)據(jù)幀濾除，只將屬于自己的數(shù)據(jù)幀和廣播幀存儲到接收fifo中。

　　2 系統(tǒng)硬件結構
　　
　　整個系統(tǒng)由omap5912、mfr4200、ad／da、人機接口以及flash組成，硬件連接如圖2所示。圖中，dsp是核心控制單元；ad用于將采集的模擬信號轉變成數(shù)字信號，da將數(shù)字信號轉換成模擬信號；人機接口包括lcd和鍵盤接口；flash保存dsp所需要的程序，供dsp上電調用。此外，將dsp的hpi接口連接到pc機，這樣所有的總線數(shù)據(jù)均可以通過pc機存儲和顯示，pc機的數(shù)據(jù)也可以通過dsp發(fā)送到總線上�？梢愿鶕�(jù)不同的需要選擇pc機或者lcd和鍵盤。圖中，emifs(external memoryinterface slow)是omap5912的慢速外部存儲器接口。

　　ad負責采集電子設備的數(shù)據(jù)，可以是溫度傳感器數(shù)據(jù)、顏色傳感器數(shù)據(jù)，也可以是語音信號、圖像信號或者其他信號。dsp對這些數(shù)據(jù)處理后，將處理后的結果根據(jù)不同的情況通過mfr4200發(fā)送到總線上的其他節(jié)點；相反，dsp通過mfr4200讀取總線上其他節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，dsp對這些數(shù)據(jù)幀進行處理，將結果發(fā)送到da，可以實現(xiàn)對本節(jié)點電子設備狀態(tài)的控制。

　　3 mfr4200和omap5912的硬件設計

　　mfr4200和omap5912的連接是系統(tǒng)硬件連接的關鍵，具體連接如圖3所示。使用omap5912的emifs接口連接mfr4200。emifs可以方便地和外部flash、異步sram等設備連接。本系統(tǒng)的mfr4200控制器模塊flexray總線協(xié)泌，其最高數(shù)據(jù)傳輸速率為10 mbps，omap5912的emifs接口適合滿足其速度要求。

　　mfr4200和omap5912的emifs連接，mfr4200作為omap5912的外部16位從異步設備。由于omap5912的內部數(shù)據(jù)總線寬度為32位，而mfr4200的數(shù)據(jù)總線寬度為16位，因此，將每32位數(shù)據(jù)分成兩個16位數(shù)據(jù)傳輸。當mfr4200有數(shù)據(jù)上傳時，使用int_cc引腳發(fā)送中斷信號到omap5912的外部中斷引腳ext_int4，o