基于SoC的NCSF總線(xiàn)系統的研究與設計術(shù)

圖4用戶(hù)層行規層次結構圖

2.2 FPGA上總線(xiàn)系統的設計

協(xié)議棧的應用層和數據鏈路層實(shí)現在FPGA內嵌的MicroBlaze處理器中，配合FPGA內部硬件邏輯資源編程實(shí)現高層協(xié)議和底層邏輯的解析處理。應用層為用戶(hù)層行規提供傳輸服務(wù)及安全支持，并實(shí)現用戶(hù)層行規與數據鏈路層之間數據交互。首先應用層程序讀取PCI中的命令數據結構并將其封裝成APDU(應用協(xié)議數據單元)轉發(fā)到數據鏈路層，然后數據鏈路層程序讀取來(lái)自應用層的數據并解析封裝成數據鏈路幀轉發(fā)到PHY控制器，最后數據幀由PHY以比特流的形式發(fā)送到NCSF總線(xiàn)上：當以太網(wǎng)控制器接收到來(lái)自NCSF總線(xiàn)的數據時(shí)，執行逆解析操作，最終由應用層程序將應答數據結構的發(fā)送到PCI上，至此完成一次完整的數據交互過(guò)程。具體過(guò)程如圖5所示。

圖5 FPGA上總線(xiàn)系統層次結構3 基于SoC的NCSF總線(xiàn)系統程序設計

基于SoC的NCSF總線(xiàn)系統將NCSF協(xié)議棧分兩個(gè)部分實(shí)現，即：用戶(hù)層行規以用戶(hù)層行規接口的形式實(shí)現在NC主機上，應用層及數據鏈路層實(shí)現在FPGA內嵌MicroBlaze處理器上，相應的程序設計也分兩個(gè)部分進(jìn)行。

3.1用戶(hù)層行規接口程序設計

用戶(hù)層行規接口程序以外部時(shí)鐘中斷處理程序的形式調用執行，即當外部時(shí)鐘計數器到期發(fā)送時(shí)鐘脈沖信號至NC主機時(shí)，主機調用用戶(hù)層行規接口程序響應中斷。

接口程序與數控系統軟件共享一個(gè)命令數據結構數組和一個(gè)應答數據結構數組。命令數據結構數組中存儲的元素為數控系統事先封裝好的需要發(fā)送的命令數據結構，應答數據結構數組中存儲的元素為行規接口程序接收到的應答數據結構。

命令數據結構規劃如下，具體實(shí)現可以根據實(shí)際應用進(jìn)行調整。

命令數據結構數組和應答數據結構數組的大小應根據實(shí)際應用中從站的數量進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置，保證發(fā)往和來(lái)自每個(gè)從站的數據都有各自的緩沖空間。