雙口RAM在組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用

分別為雙口RAM左端口的片選、讀/寫及輸出使能控制信號。為引至TMS320F240 READY引腳的信號。
　　在右端譯碼電路中，引至TMS320VC33 引腳的信號為雙口RAM右端口輸出信號，其余邏輯控制信號編程與左端類似，不再贅述。
　　CY7C028具有64K字的存儲空間，存儲資源較為豐富。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，根據(jù)實(shí)際需要將其前32K字存儲空間作為TMS320F240仿真程序的存儲空間，將其后32K字的存儲空間作為雙DSP的共享數(shù)據(jù)存儲空間。這樣設(shè)計(jì)，既減小了電路板面積又簡化了系統(tǒng)的構(gòu)成。在本系統(tǒng)中，CY7C028共享數(shù)據(jù)存儲區(qū)的地址確定如下：TMS320F240端為0x8000~0xFFFF，TMS320VC33端為0xC88000~0xC8FFFF。
　　采用上述接口電路，使得導(dǎo)航計(jì)算機(jī)系統(tǒng)電路簡單、可靠性高，同時使主從計(jì)算機(jī)之間具有很高的通信速度。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測試，在傳輸4K字節(jié)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)過程中，其傳輸速率高達(dá)6.6M字節(jié)/秒，能很好地滿足系統(tǒng)導(dǎo)航解算周期為5ms的實(shí)時性要求。
2.3 雙口RAM的分區(qū)處理及軟件設(shè)計(jì)
　　利用雙口RAM的BUSY信號線，雖然可以保證左右兩個端口能可靠地完成數(shù)據(jù)的傳送，但當(dāng)兩個端口對同一地址單元同時存取數(shù)據(jù)時，其中一個端口要處于等待狀態(tài)。對于導(dǎo)航系統(tǒng)來說，插入等待狀態(tài)會降低數(shù)據(jù)交換率，這在一定程度上會影響系統(tǒng)的實(shí)時性。為了盡可能地避免出現(xiàn)等待狀態(tài)，結(jié)合系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)總以幀的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的特點(diǎn)，在對雙口RAM編程時，采用了地址分區(qū)方式。即將共享數(shù)據(jù)區(qū)按一定的標(biāo)準(zhǔn)劃分成若干個數(shù)據(jù)塊并制定相應(yīng)的軟件協(xié)議，使得主、從機(jī)以適當(dāng)?shù)臅r序讀寫數(shù)據(jù)，從而避免對同一單元的競用，提高實(shí)時性。
　　在本系統(tǒng)中，主、從機(jī)之間需要交換的數(shù)據(jù)主要是與GPS接收機(jī)、彈載計(jì)算機(jī)、火控系統(tǒng)、地面檢測系統(tǒng)進(jìn)行雙向通信的數(shù)據(jù)。軟件分區(qū)處理時，按照交換數(shù)據(jù)的類型將雙口RAM的共享存儲區(qū)從起始單元開始分成四個大的數(shù)據(jù)區(qū)，數(shù)據(jù)區(qū)大小由實(shí)際的數(shù)據(jù)幀長度確定。每個大數(shù)據(jù)區(qū)又細(xì)分為一個數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)和一個數(shù)據(jù)發(fā)送緩沖區(qū)，且每個緩沖區(qū)都定義有相應(yīng)的數(shù)據(jù)存取基地址和讀、寫指針。主、從機(jī)根據(jù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)存取基地址及讀、寫指針，對相應(yīng)單元進(jìn)行讀、寫操作，整個緩沖區(qū)等效于一個環(huán)形數(shù)組。若緩沖區(qū)大小設(shè)置合理，當(dāng)新數(shù)據(jù)覆蓋舊數(shù)據(jù)時，舊數(shù)據(jù)已經(jīng)處理，既不會遺漏數(shù)據(jù)又節(jié)省了存儲單元。
　　在本系統(tǒng)中，所有對外部系統(tǒng)的通信工作均由從機(jī)TMS320F240通過擴(kuò)展串口ST16C554來完成?？紤]到整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理流程及時序要求，在TMS320F240的軟件設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)接收采用中斷方式，數(shù)據(jù)發(fā)送則是在軟件的主流程內(nèi)部維持一個無限循環(huán)，將發(fā)送程序駐留在此循環(huán)中，通過查詢發(fā)送緩沖區(qū)的讀、寫指針，實(shí)時發(fā)送數(shù)據(jù)。ST16C554共有四個串口，分別負(fù)責(zé)與前述四個外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信。主機(jī)TMS320VC33只需對雙口RAM中相應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)寫入要發(fā)送的數(shù)據(jù)或讀取需要的數(shù)據(jù)即可。鑒于主、從機(jī)對這四種類型數(shù)據(jù)的存取操作程序類似，在此只給出TMS320F240接收火控系統(tǒng)數(shù)據(jù)和TMS320VC33讀取火控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的程序流程圖，分別如圖4和圖5所示。其中，Base為火控系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)存取基地址。

從圖4和圖5的流程圖可以看出，采用地址分區(qū)方式后，主從計(jì)算機(jī)對雙口RAM的軟件控制變得較為簡單。同時，為了驗(yàn)證地址分區(qū)方式避免雙口RAM地址爭用現(xiàn)象的有效性，在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸過程中，用示波器監(jiān)測雙口RAM左右端口BUSY引腳的電平，發(fā)現(xiàn)無等待狀態(tài)信號出現(xiàn)，這表明對雙口RAM的軟件分區(qū)處理模式的確是一種比較理想的處理方法。
　　本文結(jié)合組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)，介紹了利用雙口RAM實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)主從機(jī)之間通信的一種實(shí)用、高效的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。該方法不僅簡化了系統(tǒng)的硬件配置和軟件編程，而且使系統(tǒng)具有較高的通信速度，保證了系統(tǒng)的實(shí)時性。此外，系統(tǒng)中所設(shè)計(jì)的DSP與雙口RAM之間的接口電路，簡單實(shí)用且邏輯控制可編程實(shí)現(xiàn)，對其它應(yīng)用系統(tǒng)具有較好的可移植性。