基于DSP和FPGA的油田测井系统总线通信接口设计

图1 DSP和FPGA连接示意图

DSP模块主要完成两个功能：把1553B总线来的数据转换成CAN总线的帧结构，或者相反；把1553B总线来的命令解析，转换成CAN总线系统的命令并组成CAN的帧结构发送。具体过程：DSP根据XA的状态分两次将经过18变16位转换模块变成的18位数据读入，经DSP总线协议转换模块按照井下仪器通讯协议处理后的数据，通过DSP内嵌的CAN总线控制模块中的CAN7r)(，CANRX接口送给工控机对井下仪器进行控制。同时DSP根据接收到的命令。读取井下仪器通过CAN总线模块传输来的采集信息并按照总线通讯协议处理为16位数据送给FPGA．这种通过DSP与FPGA共同实现总线协议的方法，呵以在接收完1553B总线数据后直接触发总线转换程序，从而减少单独采用1553B协议芯片时对DSP的数据中断请求时间，更好地满足了控制系统的实时性要求。

1.4 CAN总线模块

CAN总线模块由DSP内嵌的总线控制模块、收发器SN65HVD231Q和高速光耦HCPL5601组成。TM$320F2812巾内嵌的CAN总线控制模块手要由CAN协议内核和消息控制器构成。CAN协议内核主要完成把从n)GA读入的总线消息解码并向接收缓冲发送解码后的消息，同时根据CAN总线协议向CAN总线上发送消息；消息控制器决定接收到消息的取舍，如果描述符通过验收滤波器。CAN控制器将CAN总线上的描述场和数据场顺序存人夺的缓存器中，并向DSP发送中断请求，DSP响应中断，把CAN缓存器中的数据取出。

2 软件设计及实现

由于1553B和CAN总线不但帧结构不同。命令体系不一样。而凡不问的1553B与CAN总线之问的转换方法也是不一样的．因此1553B与CAN总线之间的转换不仅仅是帧结构的转换，还涉及到两个系统之间命令的解析，所以需要采用更加灵活的软件方式来实现这两种总线的转换。在整个通讯接口系统实现中面临的最大问题就是通讯的实时性和缓冲数据管理，软件设计中采用中断源优先级控制机制，不同的中断源设置不同的中断等级，以满足系统对实时性的要求。接口电路的软件设计采用C语言进行编程，采用模块化结构和子程序嵌套方式。便于程序的编制、修改、扩充以及连调等。FPGA采用Verilog HDI．语言，实现编解码和1553B总线协议处理。其主程序流程图见图2。

图2 主程序流程图

本设计在TI的TM$320F2812和actel公司生产的PmASIC3系列芯片(A3P125)&进行r实现。该编解码器及协议控制器共I与用FPGA256个逻辑单元，占总逻辑资源的6．8％，这有利于今后对其进行完善和功能的添加。其输入时钟为48MHz，数据速率为1MHz。

3 结语

本设计利用FPGA高镪度，结构灵活，设汁时间短和可编程的优点，实现了对1553B信廿的独证处理，再加卜TI公司2000系列DSP丰富的YO接口和较普通单片机更快的处理速度．实现，对F．PGA的控制管理，完成了1553B总线与Can总线的通信，满足了测井仪器的数据通讯要求．系统的集成度提高，扩展能力增强，顺利通过了某油田测井系统的实验测试并对其它数据通信总线互联提供了先进的方法，具有相当普遍的实用意义。