| 引言
在各種DSP應(yīng)用系統(tǒng)中，經(jīng)常需要與其他的設(shè)備或系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通信，通用異步收發(fā)器UART(univetsal Asynchronous Receiver／Transmitter)是比較常用的一種通信模式。當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)要求多路UART，或者基于性能、成本綜合考慮選用了不帶UART的 DSP時，可以考慮利用原有的同步串行口，用軟件模擬UART，在硬件上只需簡單的連接便可構(gòu)建UART，以實現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信要求。
1 ADSP-BF561
ADSP— BF561處理器是ADI公司推出的針對多媒體和通信應(yīng)用的一款高性能產(chǎn)品，具有豐富的外設(shè)接口，集成了2個Blackiln處理器內(nèi)核。它內(nèi)部集成了2 個并行外部接口(PPI)，為同時進行圖像采集、處理和顯示提供了一個系統(tǒng)級片上解決方案，成為各種網(wǎng)絡(luò)多媒體應(yīng)用經(jīng)濟、高效的選擇。
ADSP—BF561提供2個雙通道同步串行端口(SPORTO和SPORTl)，主要有下面幾個特點。
�、匐p向操作：每個SPORT都有2套獨立的發(fā)送和接收引腳。
�、诰彌_的發(fā)送和接收端口：每個端口都有1個數(shù)據(jù)寄存器，用以同其他DSP部件進行雙向數(shù)據(jù)傳輸；多個移位寄存器用于數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)數(shù)據(jù)的移入和移出。
�、蹠r鐘：每個發(fā)送／接收端口或者使用外部串行時鐘，或者使用自己產(chǎn)生的時鐘頻率。
�、茏珠L：每個SPORT都支持3～32位長度的串行數(shù)據(jù)字，以最高有效位在前或最低有效位在前的格式傳送。
�、輲簾o論數(shù)據(jù)字有無幀同步信號，每個發(fā)送和接收端口都能運行；幀同步信號能夠從內(nèi)部或者外部產(chǎn)生，可以高有效或低有效，要求2個脈沖寬度，可以前幀或后幀同步。
2 串行通信原理
串行傳送是在1根傳輸線上一位一位地傳送。異步串行通信是以字符為信息單位進行傳送。每個字符作為一個獨立的信息單位(1幀數(shù)據(jù))，可以隨機出現(xiàn)在數(shù)據(jù)流中。一旦傳送開始，收／發(fā)雙方以預(yù)先約定的傳輸速率(波特率，表示每秒傳送的二進制位數(shù))在時鐘的作用下傳送這個字符的每一位。為了確保異步通信的正確性，需要在字符數(shù)據(jù)格式中設(shè)置起始位和停止位。而同步串行通信是以數(shù)據(jù)塊為信息單位傳送，每幀信息包括成百上千個字符，一旦傳送開始，要求每幀信息內(nèi)的每一位都同步。
通用異步收發(fā)器UART是PC中最主要的串行通信接口之一，其數(shù)據(jù)幀格式如下所示。
UART數(shù)據(jù)幀包含4部分：起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位(可選)和停止位，各部分的意義如下：
起始位，先發(fā)出1個邏輯“0”(低電平)信號，表示開始傳輸字符。
數(shù)據(jù)位，緊接著起始位之后，是要傳送的有效信息。
數(shù)據(jù)位的個數(shù)可以是5、6、7、8等，構(gòu)成1個字符。通常采用ASCII碼，低位在前，高位在后，靠時鐘定位。
奇偶校驗位，數(shù)據(jù)位加上這一位后，使得“1”的位數(shù)應(yīng)為偶數(shù)(偶校驗)或奇數(shù)(奇校驗)，以此來校驗數(shù)據(jù)傳送的正確性。
停止位，1個字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志�？梢允�1位、1．5位、2位的高電平。
空閑位，不定長，處于邏輯“1”(高電平)狀態(tài)，表示當(dāng)前線路上沒有數(shù)據(jù)傳送。
3 驅(qū)動的實現(xiàn)
SPORT只提供同步串行數(shù)據(jù)傳送，ADSP BF561通過UART提供異步RS一232數(shù)據(jù)傳送。通過軟件設(shè)置和處理，SPORT口可以作為UART異步串口來使用。在應(yīng)用程序中，寫入開發(fā)板上SPORT口的內(nèi)容可以通過簡單的硬件轉(zhuǎn)接，在主機端用超級終端等軟件接收，使用起來與UART口一樣。出于產(chǎn)品開發(fā)的需要，本設(shè)計利用DSP的同步串口輸出調(diào)試信息，與PC機進行異步通信。該產(chǎn)品是一款網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控終端，以ADSP BF561為硬件核心，μClinux2．6為軟件核心。
3．1 設(shè)備驅(qū)動原理
設(shè)備驅(qū)動程序是操作系統(tǒng)內(nèi)核與機器硬件之間的接口，為應(yīng)用程序屏蔽了硬件的細(xì)節(jié)。在應(yīng)用程序看來，硬件設(shè)備只是一個特殊的設(shè)備文件，應(yīng)用程序可以像操作普通文件一樣對硬件設(shè)備進行操作。而事實上，對硬件的所有實際操作都是由用戶空間的應(yīng)用程序調(diào)用內(nèi)核空間的驅(qū)動程序完成的。
μClinux內(nèi)核驅(qū)動架構(gòu)如圖1所示。μClinux使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)struct file_operations為所有的設(shè)備文件提供了統(tǒng)一的操作函數(shù)接口。該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中包括許多操作函數(shù)的指針，如open()、close()、 read()和write()等。不同類型的文件有不同的。file_operations成員函數(shù)。每個進程對設(shè)備的操作最終都會轉(zhuǎn)換成對 file_operations結(jié)構(gòu)的訪問。在驅(qū)動程序中，首先要根據(jù)驅(qū)動程序的功能完成file_operations結(jié)構(gòu)中各函數(shù)的實現(xiàn)，不需要的函數(shù)接口可直接在file_operations結(jié)構(gòu)中初始化為NULL。file_operations變量會在驅(qū)動程序初始化時，注冊到系統(tǒng)內(nèi)部；當(dāng)操作系統(tǒng)對設(shè)備進行操作時，會調(diào)用驅(qū)動程序注冊的file_opera—tions結(jié)構(gòu)中的函數(shù)，實現(xiàn)相應(yīng)功能。 |
