一种基于AT96总线的页面扩展方法技术

本发明专利技术公开一种基于AT96总线的页面扩展方法，将一个内存空间扩展为用于扩展板卡使用的64个页面，每个页面为64KB，每4KB为一片，每片作标识，最后一片4KB空间作为保留空间，用于防止读写冲突旗语地址空间和系统保留空间。本技术方案采用页面扩充方法，将一个内存空间扩充为多个页面，来实现CPU与多个不同类型扩展板卡的信息交互。针对扩展板卡错误编码、内存页面切换错误，采用冲突仲裁电路来解决内存冲突；针对硬件故障，系统采用自检进行故障检测。

A page extension method based on AT96 bus

The invention discloses an expansion method of AT96 bus based on the page, a memory expansion board with 64 pages for each page, 64KB, 4KB for each piece, each piece of identification, the last piece of the 4KB space as a reserved space, to prevent the read-write conflict and semaphore address space reserved space. This technology adopts page expansion method to expand a memory space to multiple pages, so as to achieve information interaction between CPU and different kinds of expansion cards. Aiming at the error of the expanded card and the error of memory page switching, the conflict arbitration circuit is used to solve the memory conflict. For hardware failure, the system uses self checking to detect faults.

【技术实现步骤摘要】
一种基于AT96总线的页面扩展方法
本专利技术涉及核动力数字化仪控平台中的通信领域，具体涉及一种基于AT96总线的页面扩展方法。
技术介绍
数字化仪控平台中CPU板卡通过背板总线与各功能板卡进行数据交互，以实现了不同功能需求。AT96总线是由德国西门子公司发起制定的工控机总线标准，其作为ISA总线的兼容协议，采用PC的Wintel架构，具有抗冲击力强、机械结构合理、适合工业现场使用、易于维护等特点。AT96总线内存使用机制与PC计算机完全一致。PC计算机板卡的内存只能在640K－1M内存区间，并且这里面的大多数内存已经被显卡等设备占用，因此可以使用的空间很小，基本上只能提供一个几十KB的页面给扩展板卡使用，但若扩展板卡数量众多，显然无法满足系统设计要求，因此需要通过一种机制来扩展内存。本技术采用页面扩充技术，将一个内存空间扩充为多个页面，来实现CPU与多个扩展板卡的信息交互。基于此，研究开发了一种基于AT96总线的页面扩展方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于AT96总线的页面扩展方法，解决了PC计算机板卡的内存区间小，且大多数内存被显卡等设备占用，基本只能提供一个几十KB的页面给扩展板卡使用，在扩展板卡数量众多情况下，无法满足系统设计要求的技术问题。本专利技术通过下述技术方案实现：一种基于AT96总线的页面扩展方法，将一个内存空间扩展为用于扩展板卡使用的64个页面，每个页面为64KB，每4KB为一片，每片作标识，最后一片4KB空间作为保留空间，用于防止读写冲突旗语地址空间和系统保留空间。。进一步优选，每个扩展板卡占用每个页面1—15个内存段，用于满足不同扩展板卡对内存大小的需求。进一步优选，每个扩展板卡共享一根冲突仲裁信号线，冲突仲裁信号线用于冲突仲裁处理，且冲突仲裁信号线分别表示空闲、正常占用、冲突三种状态。进一步地优选，所述每个扩展板卡内存扩展通过CPLD和双口RAM实现，CPLD用于进行地址译码和命令解析，输出控制信号、检测冲突。进一步优选，扩展板卡分为两个大区，低端的60KB为用户内存空间，用于扩展板卡独占使用；上端的4KB为共享区间，用于所有扩展板卡共同享用。进一步优选，每个扩展板卡共享一根硬件仲裁线，与55KΩ下拉电阻连接，形成硬件仲裁的基础通讯线。进一步优选，每个扩展板卡通过与I/O管脚串联电阻驱动，用于发布内存占用通告；采用占用冲突检测电路检测内存页面切换情况，所述占用冲突检测电路有两个比较器组成，输出2bit信号。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本专利技术所述技术方案基于AT96总线的页面扩展技术，将数字化仪控平台CPU内存空间扩充成多个页面，实现其与多个扩展板卡的信息交互，并采用冲突仲裁机制和自检来防止内存冲突。附图说明图1为本专利技术所述系统页面扩展结构示意框图；图2为本专利技术所述AT96总线内存扩充结构示意框图；图3为本专利技术所述扩展板卡内存地址分配图；图4为本专利技术所述冲突仲裁结构示意图。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明白，下面结合实施例，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例：一种基于AT96总线的页面扩展方法，将一个内存空间扩展为用于扩展板卡使用的64个页面，每个页面为64KB，每4KB为一片，每片作标识，最后一片4KB空间作为保留空间，用于防止读写冲突旗语地址空间和系统保留空间。本专利技术以系统CPU板卡为CDM5530，多个不同扩展板卡为例说明一种基于AT96总线的页面扩展方法。系统CPU板卡CDM5530只提供一个64KB的页面给扩展板卡使用，而多个不同扩展板卡对内存大小需求不同。针对以上情况，采用页面扩充技术将一个内存空间扩充为64个页面，每个页面64KB，每4KB为一片，标识为0至E，标识为F的4K空间作为保留空间，用于防读写冲突旗语地址空间和系统保留空间。具体为：页面0：为I/O类型板卡使用区间，每个板卡占用一个4KB内存段，最大同时支持15个板卡，板卡的内存段通过4bit拨码开关选择。页面1-8：为隔离CAN通讯板卡使用区间，每个CAN通讯板卡占用2个内存段，内存段通过4bit拨码开关选择，其中1bit为页面选择，3bit为内存段地址选择。页面9-16：为隔离RS485通讯板卡使用区间，每个CAN通讯板卡占用2个内存段，内存段通过4bit拨码开关选择，其中1bit为页面选择，3bit为内存段地址选择。页面17-24：为隔离以太网通讯板卡使用区间，每个CAN通讯板卡占用2个内存段，内存段通过4bit拨码开关选择，其中1bit为页面选择，3bit为内存段地址选择。页面25-63：系统保留，可扩展。根据需要，每个板卡可占用每个页面的1-15个内存段，从而满足不同扩展板卡对内存大小的需求。内存页面扩展结构如图1所示。由于AT96总线为单主多从总线，因此，在CPU执行写命令时不存在冲突问题，冲突只发生在CPU执行读操作时，多个从设备同时应答导致的硬件冲突问题，所以实施例中每个扩展板卡共享一根冲突仲裁信号线，冲突仲裁信号线用于冲突仲裁处理，且冲突仲裁信号线分别表示空闲、正常占用、冲突三种状态。每个扩展板卡内存扩展通过CPLD和双口RAM实现，CPLD用于进行地址译码和命令解析，输出控制信号、检测冲突。如图2所示，AT96总线内存扩充结构示意框图。扩展板卡分为两个大区，低端的60KB为用户内存空间，用于扩展板卡独占使用；上端的4KB为共享区间，用于所有扩展板卡共同享用。在共享区间中，其低端的256Bytes区间为抢旗帜区间，其地址为0XDF000～0XF0FF；其次为页面选择区间,占用256Bytes区间,其地址为0XDF100～0XDF1FF；依次往上的256Bytes区间为段地址选择区间，其地址为0XDF200～0XDF2FF，剩余的区间为保留区间，暂不使用。如图3所示，扩展板卡内存地址分配图。考虑到应用过程中冲突仲裁的可靠性和速度要求，以及对内存访问速度的影响，采用了硬件仲裁线的实现方式。在电路中，一根所有插槽共享的硬件仲裁线，连接一个5KΩ的下拉电阻，构成硬件仲裁的基础通讯线。对于每个扩展板卡，通过一个I/O管脚串联电阻驱动，构成了内存占用通告发布功能，为了实现所有扩展板卡共享一根线的设计，每个板卡的I/O驱动串联了一个肖特基二极管，以防止电流反向放电影响。该硬件线的电压将反映出硬件内存页面的占用、冲突情况，还单独设计了一个占用冲突检测电路负责检测内存页面切换情况，如图4所示。该检测电路由两个比较器组成，输出2bit信号：bit0：空闲/占用信号，1：表示空闲，0：表示占用bit1：冲突/正常信号，1：表示冲突，0：表示正常使用。其中，冲突检测电路工作流程为：开机后，内存页面处于空闲状态，所有板卡均不占用该内存页面，驱动管脚输出低电平，由于二极管的反向截至功能，该冲突仲裁信号线实际电压为0V，此时，占用冲突检测电路由于输入电压为0V，因此输出数据为01，表示空闲。当CPU卡通过共享命令区间发送内存页面切换地址后，扩展板卡CPLD检测命令合法性和地址匹配一致后，执行内存页面切换，同时驱动管脚输出高电平，电平为3.3V，由于二极管的正向压降，实际驱动电压为3V，通过串联电阻和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于AT96总线的页面扩展方法，其特征在于：将一个内存空间扩展为用于扩展板卡使用的64个页面，每个页面为64KB，每4KB为一片，每片作标识，最后一片4KB空间作为保留空间，用于防止读写冲突旗语地址空间和系统保留空间。

【技术特征摘要】
1.一种基于AT96总线的页面扩展方法，其特征在于：将一个内存空间扩展为用于扩展板卡使用的64个页面，每个页面为64KB，每4KB为一片，每片作标识，最后一片4KB空间作为保留空间，用于防止读写冲突旗语地址空间和系统保留空间。2.根据权利要求1所述的一种基于AT96总线的页面扩展方法，其特征在于：每个扩展板卡占用每个页面1—15个内存段，用于满足不同扩展板卡对内存大小的需求。3.根据权利要求1所述的一种基于AT96总线的页面扩展方法，其特征在于：每个扩展板卡共享一根冲突仲裁信号线，冲突仲裁信号线用于冲突仲裁处理，且冲突仲裁信号线分别表示空闲、正常占用、冲突三种状态。4.根据权利要求1所述的一种基于AT96总线的页面扩展方法，其特征在于：所述每个扩展板卡内存扩展通...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩文兴，伍巧凤，李谢晋，王明星，叶常青，吴志强，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：四川,51