IEEE1394总线的网络通信系统设计方案

2011-08-15 19:17:00来源: 互联网

  IEEE1394作为一种高性能的串行总线技术,具有数据传输速率高、支持异步和等时传输、点对点连接、可热插拔、线缆提供电源等优点[1]。多台设备可以通过树状或菊*链状拓扑连接到网络中,并共享总线传输带宽。虽然IEEE1394a协议相对比较复杂,但功耗较低,数据传输更加稳定,组网方便(无需路由器)[2]。IEEE1394已经在高速通信中表现出了优异的数据传输性能,并可确保数据传输的安全性和可靠性。

  1 系统方案

  IEEE1394高速网络通信系统采用树状拓扑结构来构建网络,通过软件将主控计算机上的1394节点设为根节点,其他设备上的1394节点设为叶节点,目的是使主控计算机能对整个网络进行控制和监管。组建好的网络拓扑结构如图1所示。

  

 

  图1 高速网络通信系统拓扑结构图

  在图1中,根节点与叶节点之间、叶节点与叶节点之间都采用IEEE1394a标准线缆连接。本网络中根节点下有两棵树,它们都在同一条总线Bus0上。不在一棵树上的1394节点也可位于同一个设备上,如Node1、Node2和Node5都在同一个设备上。

  2 硬件设计

  主控计算机上的1394节点采用PowerPC作为通信和数据处理的核心。采用PowerPC的原因是它的体系结构是开放的,而且PowerPC在大数据量、高速信号处理中具有强大的优势和很好的应用潜力。由于大多数PC机上都具有PCI接口,PCI总线应用广泛,PCI接口驱动的通用性较强,所以主控计算机与PowerPC可通过主控计算机上的PCI接口进行通信,这就简化了在主控计算机上开发PCI接口驱动的工作。而IEEE 1394接口采用双接口芯片设计,并配备了SDRAM作为大容量数据缓冲,用Flash来存放软件。1394节点都是通过1394总线连接的。主控计算机上的1394节点(已设为根节点)通过1394总线与网络中其他某个设备上的1394节点(已设为叶节点)相连的整体框图如图2所示。左侧为根节点架构,右侧为叶节点架构。叶节点的架构与根节点的架构是类似的,但由于只有根节点与主控计算机连接,而叶节点不与主控计算机相连,所以叶节点并不需要PCI总线。

  

 

  图2 主控计算机上的1394节点架构

  IEEE1394接口采用的是链路层芯片TSB12LV32和物理层芯片TSB41AB3。TSB41AB3是支持3个线缆接口的物理层芯片。TSB12LV32是一款支持IEEE1394a总线标准的高性能通用链路层芯片,最高传输速率为400 Mb/s[5],本网络可采100 Mb/s、200 Mb/s、400 Mb/s来进行数据的传输。TSB12LV32为后端提供了主机接口,系统中PowerPC采用主机接口完成寄存器的配置和异步流包的传输。TSB12LV32还为PowerPC提供了中断输出INT和可编程状态STAT[0:2],用于总线复位、传输错误和内部FIFO状态指示。

  对于数据的收发,采用DMA来进行数据的搬运而完成。通过中断机制来把收到消息事件报告给核心处理器PowerPC,由处理器对消息进行处理。

  

 

  图3 软件层次图

[1] [2]

关键字:IEEE1394总线  网络通信系统

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/wltx/2011/0815/article_6416.html
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