[发明专利]一种基于SPI串行链路的模拟DPRAM通信系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于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。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种基于SPI串行链路的模拟DPRAM通信系统及方法。

背景技术

SPI(Serial Peripheral Interface--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DualPort RAM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。

发明内容

针对现有技术上的不足，本发明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。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：