LonWorks-USB互联适配器的设计开发

ｕｒｏｎ芯片之间的通信。
　　
　　并行口的工作方式有三种，即主模式、从Ａ模式、从Ｂ模式。不同的模式下，ＩＯ８～ＩＯ１０这三根控制信号线的意义不同，这里应用的是从Ａ模式。在从Ａ模式中，认为Ｎｅｕｒｏｎ芯片为从ＣＰＵ，ＥＺ－ＵＳＢ单片机为主ＣＰＵ，主ＣＰＵ和从ＣＰＵ之间的数据传输通过虚拟的写令牌传递协议（ＶｉｒｔｕａｌＷｒｉｔｅＴｏｋｅｎ－ＰａｓｓｉｎｇＰｒｏｔｏｃｏｌ）得以实现。主ＣＰＵ和从ＣＰＵ交替地获得写令牌（ＷｒｉｔｅＴｏｋｅｎ），只有拥有写令牌的一方可以写数据（不超过２５５个字节），或者不写任何数据传送一个空令牌。传送的数据要遵从一定的格式，即在要传送的数据前面加上命令码和传送的数据长度，命令码有ＣＭＤ＿ＸＦＥＲ（写数据）、ＣＭＤ＿ＮＵＬＬ（传递空令牌）、ＣＭＤ＿ＲＥＳＹＮＣ（要求从机同步）、ＣＭＤ＿ＡＣＫＳＹＮＣ（确认同步）四种，最后以ＥＯＭ字节结束。在从Ａ方式中，整个握手／应答协议以及数据传送的实现过程是自动完成的。在通信以前，主ＣＰＵ和从ＣＰＵ之间先建立握手信号，即ＨＳ信号有效（这由３１５０的固件自动实现）。然后，主ＣＰＵ再送一个ＣＭＤ＿ＲＥＳＹＮＣ命令，要求从ＣＰＵ同步，而从ＣＰＵ接收到这个信号以后，则发送ＣＭＤ＿ＡＣＫＳＹＮＣ，表示已经同步、可以通信了。同步以后，虚写令牌就在主ＣＰＵ和从ＣＰＵ之间无限地、交替地传递，拥有虚写令牌的一方就可以向数据总线上写数据，即主ＣＰＵ可以往从ＣＰＵ写数据，从机也可以将数据传往主ＣＰＵ。
　　
　　需要特别说明的是，Ｎｅｕｒｏｎ芯片的握手及令牌传递的实现是自动的，但是对于非Ｎｅｕｒｏｎ芯片的微处理器（ＥＺ－ＵＳＢ），就要求编程人员通过编程使非Ｎｅｕｒｏｎ芯片的微处理器能够执行Ｎｅｕｒｏｎ芯片的握手／令牌传递算法，也即是复制Ｎｅｕｒｏｎ芯片的行为，从而实现双方的通信。
　　
　　图2互联适配器硬件结构框图
　　
　　
　　
　　
　　
　　２硬件设计
　　
　　互联适配器的结构框图如图２所示，主要由神经元芯片和ＥＺ－ＵＳＢ单片机组成。
　　
　　神经元芯片（ＮｅｕｒｏｎＣｈｉｐ）是ＬｏｎＷｏｒｋｓ技术的核心?熏芯片中含有Ｌｏｎｔａｌｋ协议的固态软件（简称固件），使其能可靠地通信。神经元芯片主要包含ＴＭＰＮ３１５０和ＴＭＰＮ３１２０两大系列，由日本东芝公司生产。ＴＭＰＮ３１５０支持外部存储器，适合更为复杂的应用，而ＴＭＰＮ３１２０则不支持外部存储器，它本身带ＲＯＭ。所以，在互联适配器的设计中选用的是ＴＭＰＮ３１５０，该芯片内有三个微处理器，即ＭＡＣ处理器、网络处理器和应用处理器。对神经元芯片进行外围电路的设计和扩展，使之成为ＬｏｎＷｏｒｋｓ网上的一个特殊的ＬＯＮ节点，这样它不仅可以与ＬｏｎＷｏｒｋｓ网络上的ＬＯＮ节点进行通信，还可以作为适配器的协通信处理器。
　　
　　ＴＭＰＮ３１５０片内存储器的地址范围是Ｅ８００Ｈ～ＦＦＦＦＨ，包括２ＫＢ的ＲＡＭ、０．５ＫＢ的ＥＥＰＲＯＭ、２．５ＫＢ保留空间和１ＫＢ的用于存储器映象Ｉ／Ｏ的空间。ＴＭＰＮ３１５０有１６根地址线，可寻址６４Ｋ空间，可以外接存储器，如ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ或ＦＬＡＳＨ等。由于开发Ｎｅｕｒｏｎ芯片时采用ＮｅｕｒｏｎＣ语言，内存占用大，另外其作为通信协议处理器使用要求有大量的数据缓冲区进行数据交换，而仅仅利用３１５０内部的２ＫＲＡＭ空间是远远不够的，因此扩展了外部存储器ＦＬＡＳＨ和ＲＡＭ。ＦＬＡＳＨ选用ＡＴ２９Ｃ５１２，其地址范

《LonWorks-USB互联适配器的设计开发(第2页)》