基于CO2128的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘要：為了在脫離計(jì)算機(jī)系統(tǒng)情況下實(shí)現(xiàn)信號(hào)的轉(zhuǎn)換需要，文中提出了一種基于CO2128和DSP的總線信號(hào)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)方案，給出了信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置的硬件和軟件設(shè)計(jì)方法。
關(guān)鍵字：網(wǎng)絡(luò)信號(hào)；信號(hào)轉(zhuǎn)換；CAN總線；串行通信端口

0 引言
隨著信息科學(xué)的快速發(fā)展，人們對(duì)數(shù)據(jù)采集后的信號(hào)形式的要求越來越多，單一的信號(hào)形式已經(jīng)沒有辦法滿足實(shí)際工程的需要。網(wǎng)絡(luò)信號(hào)、USB總線信號(hào)、RS232總線信號(hào)以及CAN總線信號(hào)等形式是目前應(yīng)用比較廣的總線形式，但它們之間的互換仍然存在問題，一直受到復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議所限。而對(duì)于網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的轉(zhuǎn)換，都得通過復(fù)雜的算法才能實(shí)現(xiàn)，因而無法滿足對(duì)時(shí)實(shí)性要求較高的場(chǎng)合。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
本文給出的基于CO2128器件的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)轉(zhuǎn)換平臺(tái)主要通過CO2128提供的端口來實(shí)現(xiàn)CAN總線、RS232總線、USB總線及網(wǎng)絡(luò)端口間的相互
轉(zhuǎn)換。該設(shè)計(jì)在保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的前提下，減少系統(tǒng)開銷和提高速度是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。通過設(shè)計(jì)，進(jìn)而能夠構(gòu)成一個(gè)中型／大型的遠(yuǎn)程監(jiān)控／數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，其中CAN-以太網(wǎng)設(shè)備的功能是實(shí)現(xiàn)從CAN總線數(shù)據(jù)到以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的“透明”傳輸。本設(shè)計(jì)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 硬件設(shè)計(jì)
2．1 CO2128簡(jiǎn)介
CO2128SEC固件可支持10個(gè)同時(shí)主動(dòng)的TCP／UDP Socket連接、兩個(gè)偵聽Socket和一個(gè)加密SSL3／TLS1 Socket。其加密特性包括一個(gè)硬件隨機(jī)數(shù)字產(chǎn)生器、SHA-1／256加密Hash加速器、AES-128／192／256加密加速器、3DES和SSL3／TLSI、WEP、WPA以及WPA2 WiFi加密。同時(shí)還配置了在LAN／WiFi和PSTN／GRPS／CDMA間的路由IP包。在這種稱為iRouter的模式下，多個(gè)iChip可在沒有AP的情況下組成一個(gè)ad-hoc網(wǎng)絡(luò)。
CO2128SEC可以在主處理器的內(nèi)存中保存Intemet協(xié)議棧和配置參數(shù)。該固件能夠從CO2128SEC外部SPI Flash運(yùn)行。也可以通過RS-232、兩線制接口、SPI或USB來裝載固件。該芯片內(nèi)部包括一個(gè)32位ARM7TDMI RISC處理器內(nèi)核、256KB的SRAM以及可訪問外部存儲(chǔ)器或通訊設(shè)備的BUS，同時(shí)集成了BootLoader，能通過接口從主處理系統(tǒng)裝載固件。CO2128SEC的外圍設(shè)備包括帶有RMII的10／100BaseT以太網(wǎng)MAC、USART、兩個(gè)SPI、兩線制接口、HPI和EBI高速并行接口。此外，還具有多種節(jié)能工作模式。
iChipSec CO2128器件克服了加密的端對(duì)端IP通訊的所有復(fù)雜障礙。它不需要大量地改編程序，因?yàn)镃O2128使用．AT+i API，因而從主機(jī)設(shè)備卸載了WiFi驅(qū)動(dòng)、安全加密和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等荷載，從而大大減輕了主處理器的負(fù)擔(dān)。CO2128可支持LAN、WiFi和所有撥號(hào)上網(wǎng)／無線網(wǎng)絡(luò)接入類型，它內(nèi)置充分安全的TCP／IP協(xié)議棧和上層協(xié)議(如SMTP、POP3、MIME、HTTP、WAP、FTP和Telnet)。同時(shí)包含一個(gè)完整的Web服務(wù)器，可用于芯片參數(shù)配置和簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序管理。該芯片可利用十個(gè)同時(shí)的TCP／UDP Socket和二個(gè)偵聽的Socket以及POP3、SMTP、MIME、FTP、Telnet、HTTP／HTTPS客戶端，支持SerialNET模式。而且在此模式下，iChip可截取AT+i命令并讓主設(shè)備進(jìn)入Intemet模式。此后，iChip將透明發(fā)送主設(shè)備發(fā)來的任何AT命令到通訊設(shè)備。
2．2 DM9161收發(fā)器
DM9161是一種100／10M自適應(yīng)快速以太網(wǎng)物理層單片收發(fā)器，可支持自動(dòng)路由功能和自動(dòng)的協(xié)議選擇功能。同時(shí)，由于其內(nèi)部具有需延修整功能的網(wǎng)絡(luò)濾波器，所以，其外圍電路不需要增加濾波器，這樣可以減小外部輔助電路。
2．3 DSP芯片
本設(shè)計(jì)中使用的DSP是TI司的TMS320LF2407，這款DSP具有SCI和CAN總線接口，并可以通過簡(jiǎn)單的程序快速地實(shí)現(xiàn)兩種信號(hào)的轉(zhuǎn)換。TMS3 20LF2407采用高性能靜態(tài)CMOS技術(shù)，供電電壓為3．3 V，故可減小控制器的功耗。30MIPS的執(zhí)行速度使得指令周期縮短到33 ns，從而提高了控制器的實(shí)時(shí)控制能力。