基于双口RAM芯片实现DSP系统与ICCD并行接口的设计方案解析

摘要：提出了利用双口RAM实现高时间分辨率光谱测量系统中DSP与ICCD并行接口的设计方案。以确保使双方的高速通信。介绍了双口RAM器件IDT7007的原理与使用规划，并针对方案，给出了接口电路和软件流程。针对二者交换数据的仲裁方式，提出了解决冲突争端的方法。整体系统通过调试，证明文中采取的中断，忙逻辑，软件协调三种模式，有效解决了两个系统之间的通信争端。信息处理系统与ICCD可良好协调工作，系统运行稳定，构成合理，保证了整体系统的实时性。
　　关键词：双口RAM；DSP；IDT7007；ICCD
　　0 引言
　　增强型电荷耦合器件（Intensified Charge Coupled Device，简称ICCD）作为一种数据采集部件，因其采集光谱数据量大，快门时间达ns级，采集速率高的特点，在高时间分辨率光谱系统中应用较广。在高分辨率光谱测量分析系统中，为了与ICCD子系统实时通信，及时处理IC-CD子系统采集到的信息，作为实时信息处理器件的DSP子系统必须与ICCD子系统采取一种高速的并行接口方案，常用的串口通信不可能满足这样的要求，而USB口通信模式则显得比较复杂，DSP系统中常用的FIFO存储器不能满足双向读取的需求。因此在实际的双机通信系统中，一般通过双口RAM实现并口通信。双口RAM具有以下优越的性能特点：
　　（1）两套完全独立的数据线、地址线、读／写控制线，允许两个CPU对双端口存储器的同一单元进行同时存取；
　　（2）有两套完全独立的中断逻辑来实现两个CPU之间的握手控制信号；
　　（3）具有两套独立的“忙”逻辑，保证两个CPU同时对同一单元进行读／写操作的正确性；
　　（4）兼容性强，读／写时序与普通单端口存储器完全一样，存取速度几乎可以满足各种CPU的要求。
　　因此。我们采用了双口RAM来实现DSP子系统与ICCD子系统之间的高速通信。
　　1 双口RAM器件IDT7007介绍
　　1．1 器件简介
　　IDT7007是美国IDT公司采用高性能的CMOS工艺生产的高速32 k×8 bit双端口静态RAM，典型功耗850 mW；最大存取时间：15 ns；工作环境：-45℃～+85℃；工作电压：5 V±10％。它可以作为8位双口RAM单独使用，也可以进行位扩展，将数据线扩展到16 Bit，甚至更宽。这样组成的双口RAM系统可以全速运行，而且无须任何额外的附加逻辑。IDT7007提供的地址线，控制线以及I／O线是完全独立的两个接口，支持对器件的任何存储空间进行完全异步的读写操作。
　　1．2 器件使用
　　单片使用、不进行位扩展时，IDT7007的真值表如表1：
　　
　　X：无关；H：逻辑高；L：逻辑低。
　　2 接口电路设计
　　系统中，ICCD子系统负责数据采集，DSP子系统负责信息处理。ICCD采集光谱数据，将数据写入到双口RAM的指定存储单元。DSP再将双口RAM中的数据转移入内存储器，进行分析处理，以及其他运算。
　　双口RAM与DSP芯片之间，我们采取8位数据线的接口宽度，地址线12位，可寻址空间应为32 k×8 bit。