作者：中國(guó)航空計(jì)算技術(shù)研究所 姜運(yùn)生

    摘 要: 本文介紹了某機(jī)載雷達(dá)智能同步通訊系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件算法。該系統(tǒng)滿足了機(jī)載航空雷達(dá)數(shù)據(jù)通訊、處理和保存的需要，成本低、速度快。在同步通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)中具有典型性和實(shí)用性。

    關(guān)鍵詞: 同步通訊；數(shù)據(jù)鏈路控制；零位插入；同步時(shí)鐘

    異步串行通訊，諸如rs232、rs485等以簡(jiǎn)單實(shí)用而眾所周知。同步串行通訊以異步不可比擬的高速度而應(yīng)用在許多速度要求較高的通訊網(wǎng)絡(luò)。同步通信無需開始位和停止位，直接由同步時(shí)鐘對(duì)數(shù)據(jù)采樣，數(shù)據(jù)傳輸率等同于時(shí)鐘速率。其顯著特點(diǎn)就是兩端必須共享同一時(shí)鐘，發(fā)送方必須將時(shí)鐘和數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送，接收方才能正確采樣。同步模式分為字節(jié)同步和位同步。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的hdlc(高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制)協(xié)議是應(yīng)用最普遍的同步協(xié)議，幀結(jié)構(gòu)如表1所示，其中標(biāo)志字節(jié)值為7eh。

    intel8274簡(jiǎn)介

    intel8274是實(shí)現(xiàn)hdlc同步通信協(xié)議的最佳接口芯片，圖1是其管腳定義，有以下顯著特點(diǎn)：

    ·有異步、字節(jié)同步和位同步工作模式；

    ·2個(gè)獨(dú)立的、全雙工的接收器和發(fā)送器；

    ·和許多cpu接口兼容；

    ·4個(gè)獨(dú)立的dma通道；

    ·波特率可達(dá)880k；

    ·異步模式下，具備通用串口的所有信號(hào)；

    ·在位同步時(shí)，自動(dòng)產(chǎn)生并識(shí)別hdlc的開標(biāo)志和關(guān)標(biāo)志、自動(dòng)進(jìn)行零位插入和刪除、自動(dòng)為發(fā)送數(shù)據(jù)產(chǎn)生crc校驗(yàn)碼并自動(dòng)對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行crc校驗(yàn)、和ccitt的x.25兼容。

    intel8274的零位插入是為了把標(biāo)志字節(jié) 7eh和正式數(shù)據(jù)中的7eh( 0111.1110b)區(qū)分開來。在發(fā)送一方，除標(biāo)志字節(jié)之外的所有發(fā)送字節(jié)，每碰到有五個(gè)連續(xù)的“1”就自動(dòng)插入一個(gè)“0”，從而保證了兩個(gè)標(biāo)志字節(jié)之間的其它字節(jié)沒有7eh。在接收一方，接收到標(biāo)志字節(jié)之后，每碰到字節(jié)中有五個(gè)連續(xù)的“1”后的一個(gè)“0”，將這個(gè)“0”刪除掉，恢復(fù)字節(jié)原值。發(fā)送方和接收方的crc校驗(yàn)都不包含這個(gè)額外插入的“0”和被刪除的“0”。硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)很容易用鎖相環(huán)電路檢測(cè)出標(biāo)志字節(jié)，方便地判斷同步數(shù)據(jù)幀的開始和結(jié)束。

    圖1 intel8274管腳定義

    圖2 智能通訊板結(jié)構(gòu)

    系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

    intel8274不僅性能優(yōu)越，而且和各種cpu接口比較簡(jiǎn)單�；谠撔酒哪硻C(jī)載雷達(dá)設(shè)計(jì)的同步通信系統(tǒng)如圖2所示，整個(gè)系統(tǒng)采用二級(jí)cpu結(jié)構(gòu)，將主cpu從煩瑣的通訊管理中解放出來。主cpu和通訊cpu共享雙口ram，在此交換數(shù)據(jù)。主cpu只需將發(fā)送的同步數(shù)據(jù)幀填入發(fā)送緩沖區(qū)，由通訊cpu監(jiān)控同步幀發(fā)送。當(dāng)通訊cpu正確接收到完整的數(shù)據(jù)幀時(shí)直接放入接收緩沖區(qū)，然后通過中斷通知主cpu取走即可。

    硬件細(xì)化設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意：

    ·時(shí)鐘

    在圖2中，intel8274的工作時(shí)鐘由3.6864mhz的時(shí)鐘直接輸入，而2個(gè)通道的發(fā)送時(shí)鐘由8254對(duì)工作時(shí)鐘進(jìn)行分頻后給出。這樣可以由軟件對(duì)8254進(jìn)行設(shè)置，靈活配置出各種適當(dāng)?shù)牟ㄌ芈�。特別注意，經(jīng)過差分驅(qū)動(dòng)的信號(hào)應(yīng)包括發(fā)送時(shí)鐘，而接收時(shí)鐘應(yīng)該和接收數(shù)據(jù)一起由外部提供。

    ·中斷

    同步通信不能使用查詢的方法，只能使用中斷驅(qū)動(dòng)。必須把intel8274的中斷請(qǐng)求信號(hào)/int(pin28)和中斷應(yīng)答/inta(pin27)各自上拉10kw電阻，而將菊花鏈的中斷輸入/ipi(pin29)接地。/int未上拉時(shí)，intel8274不能產(chǎn)生有效的低電平，cpu不可能響應(yīng)中斷。/inta未上拉時(shí)intel8274可能向的數(shù)據(jù)線輸出中斷向量，擾亂cpu工作。而/ipi未