一种基于SPI串行链路的模拟DPRAM通信系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于SPI串行链路的模拟DPRAM通信系统及方法，所述通信系统包括：主控制CPU、模拟DPRAM、IO总线控制CPU、SPI驱动设备和SPI外设；所述模拟DPRAM包括模拟DPRAM接口；所述模拟DPRAM接口、主控制CPU、SPI驱动设备、SPI外设和IO总线控制CPU依次连接。本发明专利技术实现了采用SPI接口模拟DPRAM的方式，这样降低成本的同时可以满足通信的性能要求，对PCB的尺寸减小也有帮助。重要的是，其他部分的软件可以不做修改，和采用DPRAM的软件架构保持一致。

Analog DPRAM communication system and method based on SPI serial link

The invention relates to a simulation of DPRAM communication system and method based on the SPI serial link, including the communication system: the main control CPU, DPRAM simulation, IO bus control CPU, SPI driver and SPI peripheral equipment; the simulation DPRAM simulation including the DPRAM interface; the analog DPRAM interface, the main control CPU, SPI device driver SPI, peripherals and IO bus controller CPU are connected in sequence. The invention realizes the mode of simulating DPRAM with SPI interface, thus reducing the cost and satisfying the performance requirement of communication, and also reducing the size of PCB. Importantly, other parts of the software can be made without modifications and consistent with the DPRAM software architecture.

【技术实现步骤摘要】
一种基于SPI串行链路的模拟DPRAM通信系统及方法
本专利技术涉及通信领域，具体涉及一种基于SPI串行链路的模拟DPRAM通信系统及方法。
技术介绍
SPI(SerialPeripheralInterface--串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。SPI有三个寄存器分别为：控制寄存器SPCR，状态寄存器SPSR，数据寄存器SPDR。外围设备包括FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，该接口一般使用4条线：串行时钟线(SCLK)、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线NSS(有的SPI接口芯片带有中断信号线INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)。SPI接口是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI接口主要应用在EEPROM、FLASH、实时时钟、AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI接口是在CPU和外围低速器件之间进行同步串行数据传输，在主器件的移位脉冲下，数据按位传输，高位在前，低位在后，为全双工通信，数据传输速度总体来说比I2C总线要快，速度可达到几Mbps。在PLC架构中为了降低主控CPU的负荷以及提高现场总线的性能，会考虑将现场总线使用单独CPU的方式，这样就会出现双CPU的架构。实现这样的架构需要考虑两个CPU之间的通信性能，一般会采用DPRAM(全称为DualPortRAM或双口RAM)的方式，这样可以提高CPU之间的数据传输能力。DPRAM为以下数据提供了存储空间：1)主机到PMAC的数据：电机的指令位置，电机指令速度，机床在线命令，运动程序中的控制变量值。2)从PMAC到主机的数据：电机状态变量，电机的实际位置，电机的实际速度，电机的实际加速度，电机的跟随误差，机床及控制面板的开关量，手摇脉冲发生器的脉冲数值。在PMAC中，PLC程序以一定的时间间隔运行，在PLC程序中，可以读出上述数据，经过简单的转换再将数据写入到DPRAM中，主机就可以读出数据并进行处理。选择DPRAM作为CPU之间的通信链路在数据传输性能上有很大的提高，但同时也需要考虑两个方面的影响，一是整个产品的成本会上升，主要表现在增加了DPRAM器件以及使用DPRAM的话需要选择支持外部SRAM的CPU，而在同一个系列的CPU中支持外部SRAM的都属于中高档的CPU，价格比较高。二是增加了DPRAM，那么必然要占据PCB的空间，同时由于DPRAM采用的是并行传输的方式，对于PCB的布线也会有一定的挑战，对于信号完整性和PCB的EMC性能都会有很大的挑战。
技术实现思路
针对现有技术上的不足，本专利技术的目的是提供一种基于SPI串行链路的模拟DPRAM通信系统及方法，采用SPI接口模拟DPRAM的方式，这样降低成本的同时可以满足通信的性能要求。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：本专利技术提供一种基于SPI串行链路的模拟DPRAM通信系统，其改进之处在于，所述通信系统包括：主控制CPU、模拟DPRAM、IO总线控制CPU、SPI驱动设备和SPI外设；所述模拟DPRAM包括模拟DPRAM接口；所述模拟DPRAM接口、主控制CPU、SPI驱动设备、SPI外设和IO总线控制CPU依次连接。进一步地，所述主控制CPU通过模拟DPRAM接口与所述SPI外设连接；所述SPI外设通过模拟DPRAM接口与所述IO总线控制CPU连接；所述SPI驱动设备用于实现主控制CPU和IO总线控制CPU的收发控制。进一步地，所述主控制CPU为SPI控制主设备；所述IO总线控制CPU为SPI控制从设备。进一步地，所述模拟DPRAM还包括RAM和SPI寄存器，所述RAM和SPI寄存器依次连接。进一步地，所述模拟DPRAM接口，用于提供类似DPRAM的接口读写方式，将通信系统的实现封装起来。进一步地，所述SPI控制主设备和SPI控制从设备，均用于从RAM到SPI寄存器的读取和写入控制。进一步地，所述SPI外设，包含在单片机内部的SPI设备(SPI设备一般是指具有SPI接口的外设(相对于CPU来说)，比如SPIflash，SPISD卡。SPI控制主设备指能够主动发起SPI通信的设备一般是指CPU。SPI控制从设备一般指具有SPI接口的外设，即SPI设备。一个单片机为SPI主控制设备，一个单片机为SPI从控制设备)[SPI设备一般是指具有SPI接口的外设(相对于CPU来说)，比如SPIflash，SPISD卡。SPI控制主设备指能够主动发起SPI通信的设备一般是指CPU。SPI控制从设备一般指具有SPI接口的外设，即SPI设备。本申请是一个单片机为SPI主控制设备，一个单片机为SPI从控制设备。。进一步地，所述主控制CPU、模拟DPRAM、IO总线控制CPU、SPI驱动设备和均封装于单片机中，所述单片机的个数为2；所述SPI外设为运行于单片机中的应用程序。进一步地，所述单片机采用逻辑控制器PLC实现。本专利技术还提供一种基于SPI串行链路的模拟DPRAM通信系统的通信方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：步骤1：采用模拟DPRAM接口，提供类似DPRAM的接口读写方式，将内部的实现封装起来；步骤2：主控制CPU对SPI控制，包含从RAM到SPI寄存器的读取和写入控制；步骤3：SPI驱动设备实现SPI控制主设备和SPI控制从设备的收发控制。步骤4：SPI外设，单片机内部的SPI设备。步骤5：进行IO总线控制CPU的控制。与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案达到的有益效果是：本专利技术提供的技术方案实现了采用SPI接口模拟DPRAM的方式，这样降低成本的同时可以满足通信的性能要求，对PCB的尺寸减小也有帮助。重要的是，其他部分的软件可以不做修改，和采用DPRAM的软件架构保持一致。根据逻辑上的定义，物理上通过SPI来连接两个独立的单片机(CPU)，并且需要设定主控制CPU为SPI主设备，IO总线控制CPU为SPI从设备，可以减轻CPU的负担，从而对整个系统的性能有很大的提升。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是基于SPI串行链路的模拟DPRAM通信系统的逻辑示意图；图2是基于SPI串行链路的模拟DPRAM通信系统的物理实现示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。第一优选技术方案采用物理器件DPRAM作为双CPU之间通信的方式，虽然能够提供比较高的性能，但成本也比较高，不但需要增加DPRAM器件，还需要选择支持本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于SPI串行链路的模拟DPRAM通信系统，其特征在于，所述通信系统包括：主控制CPU、模拟DPRAM、IO总线控制CPU、SPI驱动设备和SPI外设；所述模拟DPRAM包括模拟DPRAM接口；所述模拟DPRAM接口、主控制CPU、SPI驱动设备、SPI外设和IO总线控制CPU依次连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于SPI串行链路的模拟DPRAM通信系统，其特征在于，所述通信系统包括：主控制CPU、模拟DPRAM、IO总线控制CPU、SPI驱动设备和SPI外设；所述模拟DPRAM包括模拟DPRAM接口；所述模拟DPRAM接口、主控制CPU、SPI驱动设备、SPI外设和IO总线控制CPU依次连接。2.如权利要求1所述的基于SPI串行链路的模拟DPRAM通信系统，其特征在于，所述主控制CPU通过模拟DPRAM接口与所述SPI外设连接；所述SPI外设通过模拟DPRAM接口与所述IO总线控制CPU连接；所述SPI驱动设备用于实现主控制CPU和IO总线控制CPU的收发控制。3.如权利要求1所述的基于SPI串行链路的模拟DPRAM通信系统，其特征在于，所述主控制CPU为SPI控制主设备；所述IO总线控制CPU为SPI控制从设备。4.如权利要求1所述的基于SPI串行链路的模拟DPRAM通信系统，其特征在于，所述模拟DPRAM还包括RAM和SPI寄存器，所述RAM和SPI寄存器依次连接。5.如权利要求1所述的基于SPI串行链路的模拟DPRAM通信系统，其特征在于，所述模拟DPRAM接口，用于提供类似DPRAM的接口读写方式，将通信系统的实现封装起来。6.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋晋泉，
申请(专利权)人：北京开疆智能自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11