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双处理器在变电站监控中的应用研究(2)
原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-29 原文发表时间:2007-06-30 人气:1
本文章共4820字，分3页，当前第2页，快速翻页：
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b. MCU的资源能否满足要求、外围接口是否方便
根据监控单元的功能定位，对MCU的资源进行审查：包括总线位数（8位、16位、32位）、主频、指令周期、寻址空间、中断系统、定时器、外围接口等，由此判断能否满足设计需要，并留有适当的裕量以备系统升级。
c. 开发工具是否完备、编程是否方便
开发环境的好坏直接影响到产品的开发周期。是否有嵌入式实时多任务操作系统的支持，是否支持高级语言编程，是否可以在线对目标板进行实时仿真调试等都是需要重点考虑的因素。
d. 价格是否合理
最后要看MCU芯片的价位是否在容许的范围内，短期内货源是否正常，价位是否会出现大的波动等。
2 DSP与MCU间的数据交互
在以DSP＋MCU双处理器为核心的智能单元中，二者之间的数据通信是系统设计的重要环节，直接影响到数据传输的效率和可靠性，常见的数据交互方式有以下三种：
2.1 采用双端口RAM
采用双端口RAM解决双处理器间的数据通信问题是最常用的方式，其实现框图如图一所示：
双端口RAM具有两套独立的数据、地址、控制总线，可以分别与DSP和MCU两个处理器接口，通过这一片外公共的存取空间，MCU和DSP就可以方便的进行数据交互了。
优点：实现起来较为方便；实时性较好。
缺点：增加了硬件成本；占用了有限的印制板空间；如果对控制信号（尤其是两测的BUSY信号）处理不好容易降低数据传输的可靠性。
2.2 采用串行通信
目前，大多数MCU和DSP芯片都具有较强的串行通信能力，且可以工作在较高的通信速率，采用串行接口也是一种较好的选择。串行通信可采用同步、异步、SPI等方式。图二所示为MCU、DSP间通过SPI[1]通信的示意图：
MCU为SPI的主设备，掌握通信的主动权，产生片选、时钟信号；DSP为SPI的从设备，被动的接收主机命令，并将主机所需信息放在主机的SIN引脚上；在这种主从式的结构中，从机没有主动发言权。
优点：接口简单，只需四根信号线。
缺点：实时性不好；占用处理器资源，如两边的处理器没有专用通信协处理器或足够的FIFO，在通信过程中将频繁地产生收、发中断；需要加载一定的通信协议，因此软件实现起来较复杂。
2.3 采用HPI[2]
TI公司的TMS320C5000和TMS320C6000系列较多款DSP中含有HPI（即主机接口），用来与主设备或主处理器接口。外部主机是HPI的主控者，它可以通过HPI直接访问DSP的存储空间，包括存储器映像寄存器。
HPI主要由以下5个部分组成：HPI存储器（DARAM），主要用作与主机传送数据；HPI地址寄存器，存放主机当前寻址HPI存储单元的地址；HPI数据锁存器，用于存放主机正要读写的数据；HPI控制寄存器，用于DSP或主机间的控制操作；HPI控制逻辑，用于处理HPI与主机之间的接口信号。
当DSP与主机交换信息时，HPI是主机的一个外围设备。DSP和主机可以在共用寻址方式下对HPI进行操作，主机和DSP都能寻址HPI存储器，异步工作的主机的寻址可以在HPI内部重新得到同步。如果DSP与主机的周期发生冲突，则主机具有寻址优先权，DSP等待一个周期。
图三所示为MCU与DSP间通过HPI接口的框图：MCU充当HPI的主机，值得注意的是，DSP可以通过对控制寄存器的操作以硬中断的方式将MCU打断，来实现MCU对DSP的快速响应，同样MCU也可以通过对控制寄存器的操作以内部中断的方式申请DSP的快速响应。
HPI接口的应用极大地方便了MCU与DSP间的数据交换，同时使零硬件、软件开销成为可能。该方案灵活、简单，同时又能满足实时性的需要，为开发人员提供了一种全新的数据共享、传输方案。
3 基于DSP MCU的监控单元硬件平台的实现
鉴于部分用户对高性能监控单元的需要，以下给出基于TI公司高性能DSP芯片TMS320VC5402和MOTOROLA高性能MCU芯片MCF5272[3]的双处理器监控单元硬件平台设计框图，如图四所示：
3.1 主要芯片介绍：
在本例中，模数转换器采用TI公司最新推出的ADS8364芯片：16位精度，6通道同步采样，采样速率250KHz，并行接口。此AD芯片与处理器接口简单，控制方便，且可以同时将一条线路的所有电压、电流量采出，为后续的高级分析、计算提供了条件。
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