增強(qiáng)并口EPP與DSP接口的設(shè)計

1、增強(qiáng)并口epp與dsp接口的設(shè)計利用計算機(jī)舉行數(shù)據(jù)采集與控制向來都是討論的熱點(diǎn)。大部分?jǐn)?shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)都是做成插卡的形式；然而，對于日益普及應(yīng)用的筆記本電腦而言，因?yàn)闆]有提供擴(kuò)展插槽，不能夠挺直做成插卡的形式，因此就需要充分利用筆記本提供的外圍接口，例如并口、串口等來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)榇谒俣鹊南拗?，對于速度比較高的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)，往往采納計算機(jī)的并口。這幾年在國內(nèi)已經(jīng)有無數(shù)大在做利用增加型并行口（epp）與外界舉行通信這方面的工作，但大部分都是與一些容易外圍的通信與控制（例如fifo、a/d轉(zhuǎn)換器），很少有人涉及到與的通信。我們所設(shè)計的并口與adsp2181的接口，為和外圍復(fù)雜電路舉行通信提供

2、了一種途徑。一、epp并口 最頻繁的計算機(jī)并口模式是spp模式（標(biāo)準(zhǔn)并行口）。該模式數(shù)據(jù)傳輸是單向的，假如要完成數(shù)據(jù)的輸入就不得利用狀態(tài)線。故讀入一個數(shù)據(jù)就需要舉行好幾次的i/o讀周期，因此傳輸速度就不行能做到很高，僅能做到150kb/s。其外圍設(shè)計電路并不比epp容易，因此spp在數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)中很少應(yīng)用。1992年，intel、xicom與zenith公司共同制定了epp1.7標(biāo)準(zhǔn)，并在隨后的時光里對該增值修訂與完美。對于epp標(biāo)準(zhǔn)而言，現(xiàn)在主要有epp1.7與epp1.9兩種標(biāo)準(zhǔn)；對于用戶而言，它們在詳細(xì)的應(yīng)用中并沒有什么不匹配的地方。epp協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)并行口兼容而且能夠完成雙向數(shù)據(jù)傳

3、輸?shù)膮f(xié)議。它提供了四種數(shù)據(jù)傳送周期：數(shù)據(jù)讀周期、數(shù)據(jù)寫周期、地址讀周期、地址寫周期。數(shù)據(jù)周期普通用于主機(jī)與外設(shè)之間舉行數(shù)據(jù)傳送；地址周期普通用于傳送地址、通道、指令和控制等信息。在實(shí)際操作中，兩者并沒有太大的區(qū)分。幾乎可以把地址周期看到另外一種的數(shù)據(jù)周期。僅有的區(qū)分將在后面解釋。表1給出了epp協(xié)議中各引腳的信號的定義與描述。表1 epp中各引腳的定義與描述 epp信號名 epp信號方向 epp信號描述對應(yīng)并口引腳 nwrite 輸出低電平寫，高電平讀 1 ndatastb 輸出低有效，舉行數(shù)據(jù)讀寫 14 naddstb 輸出低有效，舉行地址讀寫 17 ninit 輸出低有效，得置外設(shè) 16

4、intr 輸入外設(shè)斷，外設(shè)對機(jī)產(chǎn)生中斷哀求 10 nwait 輸入低有效，外設(shè)響應(yīng)信號 11 ad0.7 雙向雙向數(shù)據(jù)/地址 29 用戶定義輸入用戶可靈便定義 12 用戶定義輸入用戶可靈便定義 13 用戶定義輸入用戶可靈便定義 15 圖1是epp數(shù)據(jù)讀周期的時序圖。讀操作是在一個i/o周期內(nèi)完成的。這就是說用epp傳輸數(shù)據(jù)，可以達(dá)到500kb2mb/s的傳輸速率。因?yàn)閚wait是互鎖形式的握手信號， 故數(shù)據(jù)的傳輸以接口的最慢的設(shè)備來舉行，可以是主機(jī)，也可以是外設(shè)。因此設(shè)計外圍電路就比較靈便。epp模式是在bios里舉行設(shè)置的。需要設(shè)置的主要是基地址以及中斷號?；刂纷詈迷O(shè)置成378h或278h

5、，而不要設(shè)置成3bch，由于3bfh后面的端口可能為其它設(shè)備所占用。epp共有8個i/o地址端口（如果基地址為378h）；378h為spp的數(shù)據(jù)口；379h為spp的狀態(tài)口；37ah為控制口；37bh為地址讀寫口；37hc為數(shù)據(jù)讀寫口；37dh37fh可以由用戶定義，主要用作16bit與32bit i/o數(shù)據(jù)讀寫輔助口。通過對端口基地址+4的i/o讀寫就可以產(chǎn)生epp的數(shù)據(jù)讀寫周期，對基地址+3的i/o讀寫就可以產(chǎn)生epp的地址讀寫周期。奪址讀寫周期與數(shù)據(jù)讀寫周期的主要區(qū)分就是數(shù)據(jù)讀寫可以做32bit與16bit的i/o讀寫，而地址讀寫周期只能夠做8bit的i/o讀寫（主要由于它沒有輔助的端口

6、）。在里面，可以用端口讀寫函數(shù)outportb()、inportb()、outport()、inport()來實(shí)現(xiàn)epp的讀寫操作，相應(yīng)的控制信號由計算機(jī)自動產(chǎn)生。二、adsp2181的idma接口 adsp2181是ad公司創(chuàng)造的adsp21xx定點(diǎn)dsp系列的一種。它的命令周期為30ns，足以滿足信號的實(shí)時處理。它內(nèi)部有16mb的程序存儲區(qū)（pm）與16mb的數(shù)據(jù)存儲區(qū)（dm）。外圍接口可以通過idma與i/o的方式對存儲區(qū)舉行拜訪。其idma操作的最大優(yōu)點(diǎn)idma的讀寫操作并不影響adsp2181程序的運(yùn)行。但是需要注重的是adsp2181與外設(shè)不能夠同時對同一個存儲區(qū)舉行讀寫，否則，會

7、引起數(shù)據(jù)紊亂。idma端口主要有以下幾個信號線：nird(輸入、讀選通)、niwr(輸入、寫選通)、nis(輸入、idma選通)、ial（輸入、地址鎖存使能）、ida015（地址/數(shù)據(jù)復(fù)用線）、niack(輸出、dsp響應(yīng)信號)。 idam讀寫的初始地址與存儲區(qū)的類型由adsp2181內(nèi)部特地的寄存器來控制。每舉行一次讀寫，則該初始地址就自動加1。該寄存器呵以由adsp2181來設(shè)置，也可以由外設(shè)電路通過idma操作來完成。idma讀周期的時序圖2所示。idma寫周期的時序圖3所示。需要注重的是在idma讀周期中，niwr為高電平，ial為低電平，在idma寫周期時序中，nird為高電平，ia

8、l為低電平。 三、接口電路以及整體設(shè)計的考慮 圖4是我們設(shè)計的接口電路框圖。并口控制線包括ndatastb、naddstb、ninit；dsp控制線包括nis、nwrite、nread、ial。其中可編程規(guī)律器件是該電路的核心器件。因?yàn)椴⒖谥荒芘e行8bit的讀寫操作，而adsp2181是16bit的總線，因此若要舉行通信，必需設(shè)計好組合規(guī)律。假如采納分立元件，則電路比較復(fù)雜，調(diào)試起來比較棘手，并且電路固定好以后，不行能舉行其它方式的通信；而采納可編程規(guī)律器件epld，只需要修改器件的規(guī)律與更改外部引腳的定義就可以實(shí)現(xiàn)其它傳輸協(xié)議，如ecp或者其它并口的通信，并且調(diào)試起來也比較便利。我們所選用的

9、可編程規(guī)律器件是公司的epm7128s系列。它有2500個可用門，128個宏單元、2個全局時鐘，可以完成epp與ecp電路的規(guī)律設(shè)計。同時支持在線編程，可以很便利地對程序舉行下載。該器件用maxplus ii系列的軟件舉行編程，這種軟件支持圖形、語言等多種設(shè)計文件。 因?yàn)椴杉{可編程器件，因此電路還可以采納ecp協(xié)議。ecp協(xié)議支持dma的傳輸方式。最主要的是在舉行大批量的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候可以節(jié)約無數(shù)系統(tǒng)資源；但在傳輸速度上并沒有大的提高。該協(xié)議設(shè)計起來比epp協(xié)議復(fù)雜無數(shù)，需要開發(fā)相應(yīng)的硬件驅(qū)動程序。因此在我們設(shè)計的電路中，仍然采納epp協(xié)議來實(shí)現(xiàn)。四、epp并口傳輸速度的測試讀寫程序是用vxd

10、編寫的。vxd(virtual device driver)是用來擴(kuò)展windows操作系統(tǒng)功能的程序，也是一個管理硬件設(shè)備或者已安裝軟件等系統(tǒng)資源的32位可執(zhí)行程序，并可以使得幾個應(yīng)用程序同時用法這些資源。windows通過用法vxd允許基于windows的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)多任務(wù)。vxd在與windows的銜接工作中處理樹熊怕，并在不影響其它應(yīng)用程序執(zhí)行的狀況下為特定的應(yīng)用程序執(zhí)行i/o操作。因?yàn)樵O(shè)備接收工作中處理中斷，并在影響其它應(yīng)用程序執(zhí)行的狀況下為特定的應(yīng)用程序執(zhí)行i/o操作。 測試結(jié)果如表2所列。 表2 各種方式讀速率的比較方式1（字節(jié)讀寫）方式二（字讀寫）方式三（雙字讀寫）方式四（字讀寫） 平均速率/（kb/s） 850 950 1050 800 方式一：vxd編程中以字節(jié)來讀； 方式二：vxd編程中以字來讀； 方式三：vxd編程中以雙字來讀； 方式四：用c語言的inport()函數(shù)舉行讀寫。 因?yàn)槲覀冎魂P(guān)懷從d