电机控制的数字平台设计

——旗语方案 同样需要硬件和软件的同时支持，我们也称之为软件仲裁。其步骤为申请独占区域、判断申请是否成功、释放独占区域。由于两边不同时使用同一地址，所以也可以避免争用的发生。

本系统设计时综合了各种情况最后选用了硬件方案。这是因为使用中断方案软件编写复杂，频繁中断跳转在算法和控制都较复杂的情况下，对于软件的可靠性和稳定性是不利的;采用旗语方案则控制相对复杂一些;硬件方案具有简单可靠的特点，存储空间的争用完全由硬件解决，即当发生存储空间争用的时候，决定先行稳定的端口优先进行访问，另一端口则插入等待周期。由于DSP的快速性，不同于以往的单片机将产生很长的等待周期。针对本系统考虑，即使是最坏的情况：每个控制周期内传递数据8个，LF2407A一次读/写周期50ns记，共需要0.4μs。当然这完全由硬件来实现，若考虑软件上共同配合，则可以更有效地减少等待时间。而且0.4μs和20μs的控制周期相比，所占的比重非常小，并不会给系统性能带来显著影响，系统可靠性和稳定性也能够得到保证。这也正是本系统的特点所在。

3 TMS320C2407A/TMS320VC33与CY7C025之间通信的实现

LF2407A的数据总线宽度和地址总线宽度都是16位，单片CY7C025就足够了。VC33的数据总线宽度是32位，可以采用两片CY7C025以主从模式进行宽度扩展(见图3)，这样每次VC33读取数据时就能一次读入两个LF2407A的采样数据。也可以采用单片CY7C025，虽然没有完全利用VC33的数据宽度，但是，从电路设计上来讲相对简洁。由于本系统双口RAM的作用主要是起到数据传递的作用，不需要保存大量的中间结果以及已经使用过的数据，因此，需要的存储空间不是很大，单片双口RAM就已经足够。具体的接口电路见图3，片选等控制信号由译码电路产生。

图3 接口电路实现

地址空间分配综合了不同DSP的空间资源分配要求，具体见表1。

表1 地址空间分配表 　 起始地址 终止地址

LF2407A 0X8000H 0X9FFFH

VC33 010000H 011FFFH

4 软件功能实现

双DSP协同工作的关键是相互通信和数据交流上的密切配合，可通过硬件仲裁电路来完成这一任务。但是如果仅仅用硬件完成，如上分析，毕竟等待时间还要0.4μs左右。如果辅以软件配合，则可以有效地减少等待产生的情况。

首先，冲突可能发生在同时写同一个存储单元。在数据写的时候采用如下措施可以避免这种情况的发生：如图4所示，将读/写的存储空间独立开来，显然LF2407A和VC33在写的时候就不可能产生冲突，避免了等待的发生。

图4 读/写存储空间分开

其次，冲突可能发生在一读一写同一存储单元的情况下。以LF2407A写数据，VC33读数据为例，上面分析的产生0.4μs等待时间的情况是基于如下假设：将8个数据依顺序存储于同一地址单元。即LF2407A存第一个数据时发生冲突，VC33产生等待时间50ns，等待结束VC33读数据，此后LF2407A将第二个数据覆盖前一个数据存储，依次类推得出的结果就是8×50ns=400ns。事实是我们有足够的地址空间用来存储每批数据，将8个数据按顺序存放在不同的地址空间，此时的情况如下：LF2407A存第一个数据时发生冲突，VC33产生等待时间50ns，等待结束VC33读数据，与此同时LF2407A也开始写第二个数据于下一个存储单元中。两者同时进行，我们只要保证VC33读完的时候，LF2407A第二个数据已经写完，则不会有冲突发生。针对本例，由于两者时间不同(LF2407A为50ns，VC33为13.3ns)，VC33读得较快，只要在软件编写上增加40ns左右的循环，就能保证如上的要求。当读/写反过来的时候，则不存在这样的情况而能顺利配合。这样，最终的结果是只增加50ns的等待周期，对于本系统完全可以接受。

由于两个DSP并不同步工作，所以，LF2407A可以采样尽可能多的数据并保存，VC33只选用最新的数据用于计算，这样就能保证数据的冗余。程序流程如图5所示。

(a)LF2407A流程图