基于CO2128的網(wǎng)絡(luò )信號轉換系統的設計

摘要：為了在脫離計算機系統情況下實(shí)現信號的轉換需要，文中提出了一種基于CO2128和DSP的總線(xiàn)信號轉換設計方案，給出了信號轉換裝置的硬件和軟件設計方法。
關(guān)鍵字：網(wǎng)絡(luò )信號；信號轉換；CAN總線(xiàn)；串行通信端口

0 引言
隨著(zhù)信息科學(xué)的快速發(fā)展，人們對數據采集后的信號形式的要求越來(lái)越多，單一的信號形式已經(jīng)沒(méi)有辦法滿(mǎn)足實(shí)際工程的需要。網(wǎng)絡(luò )信號、USB總線(xiàn)信號、RS232總線(xiàn)信號以及CAN總線(xiàn)信號等形式是目前應用比較廣的總線(xiàn)形式，但它們之間的互換仍然存在問(wèn)題，一直受到復雜的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議所限。而對于網(wǎng)絡(luò )信號的轉換，都得通過(guò)復雜的算法才能實(shí)現，因而無(wú)法滿(mǎn)足對時(shí)實(shí)性要求較高的場(chǎng)合。

1 系統總體設計
本文給出的基于CO2128器件的網(wǎng)絡(luò )信號轉換平臺主要通過(guò)CO2128提供的端口來(lái)實(shí)現CAN總線(xiàn)、RS232總線(xiàn)、USB總線(xiàn)及網(wǎng)絡(luò )端口間的相互
轉換。該設計在保證數據準確的前提下，減少系統開(kāi)銷(xiāo)和提高速度是本設計的重點(diǎn)。通過(guò)設計，進(jìn)而能夠構成一個(gè)中型／大型的遠程監控／數據傳輸網(wǎng)絡(luò )，其中CAN-以太網(wǎng)設備的功能是實(shí)現從CAN總線(xiàn)數據到以太網(wǎng)數據的“透明”傳輸。本設計的總體結構如圖1所示。

2 硬件設計
2．1 CO2128簡(jiǎn)介
CO2128SEC固件可支持10個(gè)同時(shí)主動(dòng)的TCP／UDP Socket連接、兩個(gè)偵聽(tīng)Socket和一個(gè)加密SSL3／TLS1 Socket。其加密特性包括一個(gè)硬件隨機數字產(chǎn)生器、SHA-1／256加密Hash加速器、AES-128／192／256加密加速器、3DES和SSL3／TLSI、WEP、WPA以及WPA2 WiFi加密。同時(shí)還配置了在LAN／WiFi和PSTN／GRPS／CDMA間的路由IP包。在這種稱(chēng)為iRouter的模式下，多個(gè)iChip可在沒(méi)有AP的情況下組成一個(gè)ad-hoc網(wǎng)絡(luò )。
CO2128SEC可以在主處理器的內存中保存Intemet協(xié)議棧和配置參數。該固件能夠從CO2128SEC外部SPI Flash運行。也可以通過(guò)RS-232、兩線(xiàn)制接口、SPI或USB來(lái)裝載固件。該芯片內部包括一個(gè)32位ARM7TDMI RISC處理器內核、256KB的SRAM以及可訪(fǎng)問(wèn)外部存儲器或通訊設備的BUS，同時(shí)集成了BootLoader，能通過(guò)接口從主處理系統裝載固件。CO2128SEC的外圍設備包括帶有RMII的10／100BaseT以太網(wǎng)MAC、USART、兩個(gè)SPI、兩線(xiàn)制接口、HPI和EBI高速并行接口。此外，還具有多種節能工作模式。
iChipSec CO2128器件克服了加密的端對端IP通訊的所有復雜障礙。它不需要大量地改編程序，因為CO2128使用．AT+i API，因而從主機設備卸載了WiFi驅動(dòng)、安全加密和網(wǎng)絡(luò )協(xié)議等荷載，從而大大減輕了主處理器的負擔。CO2128可支持LAN、WiFi和所有撥號上網(wǎng)／無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )接入類(lèi)型，它內置充分安全的TCP／IP協(xié)議棧和上層協(xié)議(如SMTP、POP3、MIME、HTTP、WAP、FTP和Telnet)。同時(shí)包含一個(gè)完整的Web服務(wù)器，可用于芯片參數配置和簡(jiǎn)單的應用程序管理。該芯片可利用十個(gè)同時(shí)的TCP／UDP Socket和二個(gè)偵聽(tīng)的Socket以及POP3、SMTP、MIME、FTP、Telnet、HTTP／HTTPS客戶(hù)端，支持SerialNET模式。而且在此模式下，iChip可截取AT+i命令并讓主設備進(jìn)入Intemet模式。此后，iChip將透明發(fā)送主設備發(fā)來(lái)的任何AT命令到通訊設備。
2．2 DM9161收發(fā)器
DM9161是一種100／10M自適應快速以太網(wǎng)物理層單片收發(fā)器，可支持自動(dòng)路由功能和自動(dòng)的協(xié)議選擇功能。同時(shí)，由于其內部具有需延修整功能的網(wǎng)絡(luò )濾波器，所以，其外圍電路不需要增加濾波器，這樣可以減小外部輔助電路。
2．3 DSP芯片
本設計中使用的DSP是TI司的TMS320LF2407，這款DSP具有SCI和CAN總線(xiàn)接口，并可以通過(guò)簡(jiǎn)單的程序快速地實(shí)現兩種信號的轉換。TMS3 20LF2407采用高性能靜態(tài)CMOS技術(shù)，供電電壓為3．3 V，故可減小控制器的功耗。30MIPS的執行速度使得指令周期縮短到33 ns，從而提高了控制器的實(shí)時(shí)控制能力。