基于Intel8274的机载同步通讯系统设计

                                              图1 Intel8274管脚定义

                                            图2 智能通讯板结构

    系统硬件结构

　　Intel8274不仅性能优越，而且和各种CPU接口比较简单。基于该芯片的某机载雷达设计的同步通信系统如图2所示，整个系统采用二级CPU结构，将主CPU从烦琐的通讯管理中解放出来。主CPU和通讯CPU共享双口RAM，在此交换数据。主CPU只需将发送的同步数据帧填入发送缓冲区，由通讯CPU监控同步帧发送。当通讯CPU正确接收到完整的数据帧时直接放入接收缓冲区，然后通过中断通知主CPU取走即可。

　　硬件细化设计时应该注意：

　　·时钟

　　在图2中，Intel8274的工作时钟由3.6864MHz的时钟直接输入，而2个通道的发送时钟由8254对工作时钟进行分频后给出。这样可以由软件对8254进行设置，灵活配置出各种适当的波特率。特别注意，经过差分驱动的信号应包括发送时钟，而接收时钟应该和接收数据一起由外部提供。

　　·中断

　　同步通信不能使用查询的方法，只能使用中断驱动。必须把Intel8274的中断请求信号/INT(Pin28)和中断应答/INTA(Pin27)各自上拉10KW电阻，而将菊花链的中断输入/IPI(Pin29)接地。/INT未上拉时，Intel8274不能产生有效的低电平，CPU不可能响应中断。/INTA未上拉时Intel8274可能向的数据线输出中断向量，扰乱CPU工作。而/IPI未接地时Intel8274的中断请求有可能被抑制，时有时无，破坏系统的稳定性。

    软件设计

　　通信软件主要使用TMS320的汇编语言实现，精华在于对Intel8274的中断处理上。软件初始化8274为同步模式时，应选择CCITT的CRC，而不是CRC-16。为准确简洁，我们采用最通用的算法描述语言。

　　同步数据帧发送算法

　  为了开始同步帧的发送，在所有情况下(包括DMA)都应该由CPU向8274写入第一个字符。在HDLC协议中，第一个字符就是接收站点的节点地址，而不是开标志。开、关标志由8274自动插入。
    Const // 常量定义
    DONE = ... // 表示发送或接收过程已结束
    DONE; // 帧发送过程尚未结束,正在运行，
    RxDone := NOT_DONE; // 帧接收过程尚未结束
    Reset Tx Intterrupt; // 复位发送中断
    Reset Tx CRC; // 复位CRC发生器。
    Send Addr; // 发送帧地址，引爆帧发送开始。
    Reset TxUnder-Run/EOM; // 立即复位下溢中断，保证正确产生CRC{此后，帧发送的实际过程由中断完成，I8274硬件接口应该在规定的最大时间内应产生“下溢/帧结束”中断，否则发生错误，应复位8274 }
    while not TimeOut do
    begin
    if TxDone = DONE then // 由中断过程设置 TxDone标志
    begin
    Wait CRC; // 等待CRC发送结束
    Check TxResult; // 检查发送结果是否正确。
    Exit;
    end;
    end;
    Reset 8274; // 至此，则超时退出，发生错误，复位8274。
    end;

 　 Intel8274中断响应算法
    HDLC协议的同步通讯必须由中断驱动，主要是同步通讯的协议和校验由硬件完成，软硬件必须配合得当。中断主要处理4类情况，一是利用“发送缓冲器空”中断来发送帧数据，二是用“外部状态变化”中断来判断帧发送结束，三是用“数据接收”中断来接收数据帧，四是用“接收到特殊条件”中断来判断帧接收的开始和结束。在使用多个接收帧缓冲时，中断处理要注意缓冲区切换正确。
   procedure IntrruptTxRxFrame
   begin
   Read Interrpt Type; // 从8274读中断类型
   case Interrpt Type of // 检查中断类型
   1：Tx Empty: // “发送缓冲器空”中断 
   if 数据未发送完 then
   Send One byte // 从发送缓冲区读取、并发送1字节
   else
   Reset Tx Empty Interrupt; // 复位此中断，迫使产生下溢中断;
   2：External Status Chang // “外部状态变化”中断 
   if 是下溢中断 then
   TxDone := DONE // 帧发送结束，结果正确
   else begin
   TxDone := DONE; // 帧发送结束
   TxResult := FAIL; // 但结果不正确
   end; 
   3：RxChar // “接收到帧数据字符”
   读入并存到接收帧缓冲区;
   4：RxSpecial: // "接收到特殊条件" 中断
   if End of Frame then // 帧接收结束
   RxDone := DONE // 接收过程完成,结果正确
   else begin
   RxDone := DONE // 接收过程完成
   RxResult := FAIL; // 但结果不正确.
   Reset Error Interrupt
   end;
   else // 其余中断忽略掉。
   Ignore;
   end; 
   Send EOI; // 发中断结束命令.
   end;

　  结语

　  同步通讯技术在不断地发展，席卷全球的Internet网就是采用同步协议X..25连接了不同类型的计算机。同步通讯和异步通讯相对立而存在，相比较而发展。这里只是抛砖引玉，介绍了我们实际工作的一点体会和做法。同步通讯将向更高速率发展，应用在更多的日常电子设备中。
   参考文献
   1 Intel: 《8274 Multi-Protocol Serial Controller》
   2 TI: 《TMS320F240 DSP Controllers Refence Guide》