系統(tǒng)的組成框圖如圖4所示,其中DSP芯片C6201與信號調(diào)理電路、外擴(kuò)存儲器等一起構(gòu)成高速的數(shù)據(jù)采集模塊,這些模塊與相應(yīng)的軟件結(jié)合,完成對數(shù)據(jù)的采集、存儲、故障判斷和報警等任務(wù)。當(dāng)接收到光電開關(guān)的信號后,C6201向上位機(jī)發(fā)出中斷請求。若該中斷未被屏蔽,則上位機(jī)響應(yīng)中斷,并轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序。中斷服務(wù)程序?qū)⒋鎯υ贑6201的外擴(kuò)SDRAM中的數(shù)據(jù)通過HPI一次性讀入上位機(jī),然后返回中斷。而上位機(jī)則根據(jù)采集的數(shù)據(jù)作出報警或消除誤報等一系列動作。由于上位機(jī)與C6201之間的數(shù)據(jù)傳輸采用的是帶地址自增的讀方式,讀取對象是C6201的外部SDRAM,其最大傳輸速率為200Mbps。所以,C6201與上位機(jī)的通信非常迅速,系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)時性。為了保證C6201HPI與接口PCI9052協(xié)調(diào)穩(wěn)定地工作,除了要有合理的硬件電路外,還必須對PCI9052的內(nèi)部寄存器進(jìn)行準(zhǔn)確的配置(限于篇幅,這里不作介紹)。

2.1 系統(tǒng)主要電路

2.1.1 DSP與上位機(jī)的連線

　　DSP與上位機(jī)連線圖如圖5所示,C6201由主機(jī)口HPI通過PLX公司的PCI9052與上位機(jī)連接。C6201的HPI是一個16位寬度的并行端口,上位機(jī)掌握該接口的主控權(quán)。通過它可以直接訪問CPU存儲空間,還可以直接訪問DMA輔助通道,以完成HPI對存儲空間的訪問。主機(jī)和CPU都可以對HPI控制寄存器(HPIC)進(jìn)行訪問,主機(jī)方還可以訪問HPI地址寄存器(HPIA)、HPI數(shù)據(jù)寄存器(HPID)以及C6201的存儲映射的外圍設(shè)備。HPI與CPU存儲空間的互連是通過DMA控制器實(shí)現(xiàn)的。它們借助專門的地址和數(shù)據(jù)寄存器,通過DMA輔助通道,完成HPI對存儲空間的訪問。PCI9052是PLX公司的低成本PCI接口芯片,它支持PCI2.1協(xié)議,在33MHz的總線時鐘頻率下峰值傳輸速率可達(dá)132MHzps,改善了數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹捌款i”問題,而且還不會浪費(fèi)資源,同時還可以實(shí)現(xiàn)資源的自動配置。因?yàn)镃6201的I/O工作電壓為3.3V,PCI9052工作電壓為5V,為了使電平匹配,必需通過SN74CBTD3384進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。SN74CBTD3384是TI公司的10位雙向總線轉(zhuǎn)換器,其輸入、輸出引腳一一對應(yīng),分別排在芯片的二側(cè),圖5中共用了3片SN74CBTD3384。NM93CS46是PLX公司的串行E2PROM,它用于加載PCI9052的配置信息,并按一定的順序存放PCI9052的設(shè)備號(DID)、供應(yīng)號(SID)、供應(yīng)商號(VID)、子設(shè)備號(SDID)、子供應(yīng)商代號(SVID)、PCI總線與局部總線之間的地址空間映射關(guān)系、片選取地址、控制位、狀態(tài)位及其他雜項(xiàng)配置等。用MAX706作為硬件看門狗電路,在系統(tǒng)“死機(jī)”或程序“跑飛”時使系統(tǒng)能夠自動復(fù)位,以避免系統(tǒng)癱瘓。