引 言

　　隨著現代雷達技術的不斷發(fā)展，基于VME(Ver-saModule Eurocard)總線的數據處理單元得到越來越多的應用。而雷達伺服系統(tǒng)計算機控制部分常寄存在數據處理分機內，所以研制基于VME總線的伺服用電路板成為必然。RDC(旋轉變壓器／數字轉換器)電路是數據I／O(輸入、輸出)電路中的一種，它的作用是把采集到的雷達天線的方位角、俯仰角轉變成數字量送給CPU，是雷達伺服系統(tǒng)的基礎電路之一。

　　本文介紹了使用美國Cypress公司生產的CY7C960和CY7C964芯片作為VME總線的接口電路，美國AD公司生產的AD2S80A芯片作為RDC電路，實現VME總線下的數據采集。

1 VME總線簡介

　　VME總線是一種通用的計算機總線。它是一個開放式、體積較小、可進行互連數據處理、數據存儲和連接外圍控制器件的系統(tǒng)。VME總線分為數據傳輸總線、數據傳輸仲裁總線、優(yōu)先中斷總線和通用總線四大類。地址寬度可以是16、24、32、40或64位，數據總線的寬度可以是8、16、24、32、64位，系統(tǒng)可以動態(tài)選擇。其數據傳輸速率最高可達到500 Mhit／s；具有較強的穩(wěn)定性。因此，VME總線特別適合應用于要求數據傳輸類型多、數據量大、處理速度快的復雜系統(tǒng)中，在軍用航空航天、工業(yè)控制等領域得到廣泛應用。

2 CY7C960和CY7C964與VME總線的接口電路

2.1 CY7C960和CY7C964的功能

　　CY7C960(VME總線從設備控制器)和CY7C964(VME總線地址／數據收發(fā)器)是從設備接口芯片。它們配套使用是要在VME總線和本地I／O電路之間建立一個完整、靈活、便捷的橋梁，使板級設計者無需知道VME總線復雜的時序及協議就可以進行電路設計。其功能見圖1。我們習慣上將CY7C960和CY7C964稱為“橋電路”。CY7C960將總線上復雜的活動轉變?yōu)閹讉€簡單的控制信號，供本地I／O電路使用。每一片CY7C964提供8位地址、數據線。對于RDC電路來說，它是16位的。所以，需要2片CY7C964。

2.2 CY7C960和CY7C964與VME總線的接口

　　將VME總線上的所有控制信號直接連接到CY7C960上，這些控制線包括地址修改碼(AM碼)、DTB控制線等。CY7C960還包含一個上電復位電路，響應總線上的復位信號。地址修改碼(AM0～AM5)是VME總線廣播地址時的附加碼，用來指示地址總線寬度和數據類型。應用地址修改碼可以靈活、快速地讀取不同類型的數據，避免出錯。這是VME總線的一個特色。

　　把所需要的地址線、數據線直接連接到CY7C964上，8位為一組。CY7C964作為地址、數據線的驅動、收發(fā)裝置，它受控于CY7C960。CY7C964的所有控制邏輯都由CY7C960自動產生。CY7C964片內還包含了一個地址比較器。受篇幅所限，CY7C964、CY7C2960與VME總線的連接以及它們之間的連接關系從略。

2.3 CY7C960和CY7C964的工作過程

a) 給系統(tǒng)加電，在上電的最初200 ms內，通過一個事先寫好的PROM將有關初始化配置參數裝入CY7C960內。

b) 主設備通過閘門將地址、數據、AM碼放到總線上。

c) CY7C960監(jiān)視閘門，經過一定的延時以后，采樣REGION(區(qū))輸入端。這時，CY7C960就知道它將響應哪些VME總線活動，并如何響應。

d) CY7C960監(jiān)視AM碼、REGION碼，并且比較請求的數據傳輸類型與初始化配置中允許的數據傳輸類型是否相同。

e) 如果相同，CY7C960將按照初始化配置中的模式驅動它的CS端為有效，并且處理數據傳輸；如果不同，CY7C960將忽略VME總線上的活動。

f) CY7C964除了作為地址線、數據線的收發(fā)功能以外，還具有地址比較功能。在上電初始化中，CY7C960將本地I／O電路的地址通過連接線寫入每一片CY7C964的地址比較寄存器中。在數據傳輸過程中，CY7C964把地址比較寄存器中的值與它所連接的地址線上(A[7：0])的地址比較，如果相同，則驅動它的VCOMP端為低。如果不同，則驅動它的VCOMP端為高。

2.4 譯碼電路

　　譯碼電路分為兩部分。一部分向CY7C960提供REGION碼，另一部分向本地I／O電路提供片選信號。如圖2所示。

　　CY7C960芯片使用一種REGION的概念，目的是允許從設備電路板靈活地響應復雜多樣的VME總線活動。它可以把地址段分成若干REGION。在同一塊從設備電路板上可能有比較復雜、多樣的數據類型需要傳送?？梢园巡煌愋偷臄祿峙湓诓煌腞E-GION內，在每一個REGION內只響應一種類型的數據傳送。在I／O模式下，CY7C960有4根REGION(REGIONO～REGION3)輸入線。這樣共有16個RE-GION可供選擇。向CY7C960提供REGION碼的工作是由設計者通過PLD電路來完成的。設計者通過對REGION編碼告訴CY7C960哪個REGION映射到從設備電路板地址段，最常用的決定REGION值的方法是地址編碼。如果從設備電路板上需要多種類型數據傳送，那么僅僅用地址來編碼是不夠的，必須把AM碼加入到REGION編碼中，因為不同的數據類型有不同的AM碼?？傊?，對REGION編碼的目的是告訴CY7C960，出現在VME總線上的地址是否落入從設備電路板地址段。

　　譯碼電路可以選擇EPLD、GAL等可編程邏輯器件，設計者可以根據電路的復雜程度來確定。一般把AM碼、地址線、CS[0：5]、讀／寫線、DBE[0：3]線等納入可編程邏輯器件的輸入端。輸出端向本地電路提供片選信號及向CY7C960提供REGION碼。

2.5 CY7C960的初始化配置

　　任何一個使用CY7C960的VME總線電路板，在每次上電或SYSRESET *有效時都必須將初始化配置文件裝入CY7C960中。這個文件的內容包括工作模式、REGION碼／AM碼真值表、REGION碼／CS(ChipSelect)輸出真值表、REGION碼／DBE真值表、CS及DBE輸出的極性、譯碼延時時間等?？梢允褂肅ypress公司提供的WinSVIC軟件來生成這個文件。

　　CY7C960在I／O模式下，共有6個CS輸出端(CS0～CS05)，16個REGION(RECION0～REGION15)。通過配置，CY7C960將知道在那個RE-GION內響應何種類型的數據傳送，以及驅動哪些CS。設計者可以根據電路板的復雜程度靈活使用這些CS作為外設的片選信號。

　　WinSVIC將按照上面配置的結果輸出一個.bin文件，這就是我們所需要的初始化配置文件。這個文件由 380字節(jié)組成，一旦被裝入CY7C960，電路板的功能就確定下來。

　　那么，怎樣把文件裝人CY7C960呢?可以使用一個PROM電路來實現這個功能。其原理見圖3。

　　通過一個編程器將.bin文件燒入PROM內。CY7C960在上電或SYSRESET*有效時，把PREN*引腳驅動為低，使PROM電路使能。引腳LA[1]／PCLK端向PROM發(fā)出時鐘信號，引腳LA[2]／PDATA端接收PROM發(fā)出的“串行流”。PROM發(fā)出固定長度的數據給CY7C960，CY7C960一旦檢測到正確的數據數量，就把PREN*引腳驅動為高，終止PROM電路工作。從上電開始到PROM工作結束，約需380μs。這個工作周期應在VME總線的SYSRESET周期(即200 ms)內完成。如果PROM在工作過程中被意外打斷，那么CY7C960將不響應任何VME總線活動。

　　PROM電路可以使用XILINx公司生產的XC1736，它的容量為36 228 bit。

3 RDC電路

　　凡采用機掃方式的雷達，都必須采集天線的角度值。我們采用旋轉變壓器加RDC芯片的方式來獲取角度的數字量，因為這種方式所采集的角度值精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強，而且解算電路相對簡單。AD2S80A是AD公司生產的高性能RDC(芯片)，可用于旋轉變壓器的數字轉換。它的最高分辨率可以達到16 bit。帶寬及跟蹤速率等動態(tài)特性由設計者通過選擇外圍電路來決定。

　　為了實現數據的采集與處理，需把RDC與PLD電路進行接口。接口電路很簡單，只要把RDC的／IN-HBIT端和／ENBABLE端與PLD的輸出端相連即可。

／INHBIT端：／INHBIT信號禁止數據從可逆計數器傳輸到輸出鎖存器中，不影響AD2S80A的跟蹤環(huán)運行。釋放該信號，轉換器會自動刷新輸出鎖存器。

／ENBABLE端：／ENBABLE信號決定輸出數據的狀態(tài)。高電平時，使輸出數據引腳保持高阻狀態(tài)；低電平時，把鎖存器中的數據傳輸到引腳上，對該信號的操作不影響AD2S80A的運行。

　　讀數據的時序如圖4所示。先給／INHBIT端加低電平并保持(可以使用一個鎖存器)，經過600 ns以后，給／ENBABLE端加低電平讀取數據，讀完后，立即釋放／INHBIT端，把它恢復成高電平。

4 AD2S80A與VME總線的接口

　　圖5為RDC接口板的電原理圖。因為AD2S80A是16位的，所以使用2片CY7C964、1片CY7C960。由圖可以看出，對于板級設計者而言，使用CY7C960和CY7C964，只需簡單地把VME總線上的控制線、數據線、地址線與它們相連接，本地I／O電路只與譯碼電路有關。電路板工作時，CY7C960和CY7C964首先通過PROM(XC1736)完成初始化，然后主設備發(fā)出讀RDC指令，CY7C960經過比較REGION碼、AM碼，驅動相應的CS端為有效，譯碼電路根據CS、地址等信號分別驅動RDC的／INHBIT端和／ENBABLE端有效，這樣就可以讀到數據。

5 結束語

　　基于VME總線的從設備I／O板，如果使用CY7C960和CY7C964作為橋電路芯片，只要一個譯碼電路(PLD)及少量TTL邏輯電路就可以構成完整的接口電路，使板級設計者無需知道VME總線復雜的時序及邏輯關系就可以進行電路設計，比起使用FPGA作為接口芯片，大大節(jié)省了設計周期，降低了設計難度。CY7C960和CY7C964體積小，價格便宜，非常適合工程應用。使用這種技術的電路板已經在若干個機載雷達項目中運用，得到比較好的效果。