基于双口RAM芯片的数控运动控制卡接口电路设计
在高速单片机数据采集和处理系统中，随着采集数据量及数据处理任务的增加，对数据传送的要求也越来越高，依靠单片机自带的串口实现数据的串行传输已无法满足要求，必须要进行高速的并行数据传输。双口RAM能够方便地构成各种工作方式下的高速数据传送介质，解决数据传输低速引起的瓶颈问题。无论是并行处理网络中的数据共享，还是流水线方式的高速数据传输，双口RAM都可以发挥重要作用，从而保证数据通路的畅通。
一、IDT7005芯片
双口RAM除了数据存储功能外，还提供两个完全独立的端口，每个端口分别有自己的控制线、地址线和I/O数据线，允许双端口同时读写数据，适合于两个单片机以总线方式对存储空间的共享。
IDT7005是IDT公司生产的高速8kb的八位双端口RAM器件，它具有存取速度快、功耗低、可完全异步操作、接口电路简单等优点。 IDT7005L具有两端完全对称结构(即两套完全独立的I/O控制线、地址线、数据线) 和仲裁中断旗语逻辑模块，使得IDT7005L成为真正的双端口RAM，允许两个控制器同时读取任何存储单元，但不允许同时写或一读一写同一地址单元。
二、硬件电路接口设计
1. IDT7005L的旗语令牌传递法由于IDT7005具有两套独立的总线结构，可用多种方法解决两边对同一单元的争用问题。
一般可以利用双口RAM的BUSY信号，但当两端口对同一地址单元同时存取数据时，其中一个端口处于等待状态，对于高速数据传输来说，插入等待状态会降低数据传输效率，这在某些情况下是不能够接受的，此时可以利用IDT7005L提供的旗语电路。这里介绍最为常用的旗语令牌传递法。
IDT7005内部有八个独立于存储单元的锁存器，最多将8kb存储单元分为八部分，可用来指示是否相应的共享RAM正被使用。当一侧端口访问共享RAM时先向相应的锁存逻辑单元写入“0”，如读出“1”则表示共享RAM正被另一侧占用，直到另一侧端口释放令牌，此时读出的数据为“0”，可访问相应RAM。
另外，值得注意的是，对旗语进行操作，应先写后读，不要先读后写，以避免出现争用系统总线的现象。
2. 总体设计方案
(1) IDT7005芯片接口设计。由于共享RAM使用了存储器寻址，而旗语令牌的锁存逻辑单元使用了I/O寻址，所以SMEW信号和 IOW信号相与后送给IDT7005的R/WR信号，同样，SMER信号和IOR相与后送给IDT7005的OER信号。对共享RAM和旗语令牌访问时片选信号分别采用CE 和SEM。ISA总线的A0～A12接到IDT7005的A0R～A12R作为地址线，A13～A19接到GAL20V8B的一组输入端。本试验中，共享RAM可配置在D0000H～DFFFFH，旗语令牌可配置在300H～3FFH。
(2) ispGAL20V8B的读写控制电路程序设计。通用阵列逻辑GAL是由可编程的与阵列、固定(不可编程) 的或阵列和输出逻辑宏单元(OLMC) 三部分构成。GAL芯片须借助GAL的开发软件和硬件，对其编程写入后，才能使GAL芯片具有预期的逻辑功能。GAL20V8B有八个 I/O口、14个输入口、10个寄存器单元，最高频率超过100MHz。它通过程序来控制可编程阵列区的软连线，从而实现所需的逻辑电路。ISA总线接口卡上采用GAL20V8B芯片实现存储器地址范围选择、I/O地址选择、地址总线和数据总线的选通控制、ISA总线与双口RAM间的控制信号产生等功能。该系统所采用的控制逻辑的程序如下。
MODULE IDT7005 //模块IDT7005开始
TITLE‘IDT7005‘ //标题语句
ADA PIN 15;
IOW,IOR,SMEMW,SMEMR
PIN1,2,4,5; //输入管脚说明
A14,A15,A16,A17,A18,A19PIN7,8,9,10,11,13;
K1,K2,K3,K4PIN23,22,21,20;
OE,CE,RW,SEMPIN18,19,17,16;
S1= [A14,A15,A16,A17] ; //地址译码组合
S2= [K1,K2,K3,K4] ;
EQUATIONS //逻辑方程描述
WHEN (S1==S2) THENADA=1
ELSEADA=0;
! CE = ! ( SMEMW&SMEMR) &ADA&(A18&A19) ;
! SEM=! (IOW&IOR) &! (! A18#A19) ;
RW=SMEMW&IOW;
OE=SMEMR&IOR;
END //模块IDT7005结束。
三、结束语
通过双口RAM实现单片机与上位机数据通信接口电路的设计及其ISA模式应用，利用IDT7005芯片实现了数控机床运动控制卡主从式处理器间的通信，试验证明，该方法与串行和并行通信相比，具有速度快、数据传输可靠性高、抗干扰能力强、实现简单的优点，有很强的实际应用价值。
声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。
- 暂无反馈
