2.4 IEEE1394等时数据传输的实现
实现等时数据传输,需要先做以下准备工作:具有两个或两个以上的1394节点,至少有一个节点具有充当等时资源管理器的资格,将要发送等时数据的节点DM口模式设置为传输模式(transmit mode),同时将接收等时数据的节点DM口模式设置为接收模式(receive mode)。等时数据传输分为自动插入包头和手动插入包头两种;等时数据接收分为自动去除包头和包尾以及包头和包尾一起接收两种情况。为了方便后期的数据处理,将等时数据发送节点的等时模式设置为自动插入包头和包尾,而将等时数据接收节点的等时模式设置为自动去除包头和包尾。
自动插入包头的等时数据传输流程如下:
(1)接收到DMREADY一个周期的高脉冲信号。
(2)DMDONE置为低电平。
(3)DM口读取自动存储在38h地址的包头信息,并向链路核请求将要发送的数据读取到1394总线上。
(4)链路核获得header0寄存器存储的头信息。
(5)DMPRE产生一个周期的高脉冲。
(6)DMRE为高电平时,开始获取要发送的数据。
(7)链路核读取到最后一个数据时,DM口开始检查是否向控制寄存器所定义的通道发送了数据。如果已经向所有的通道发送完毕,则在经过一个小间隙后将DMDONE置为高电平,此时等时传输结束;否则DM口继续插入头信息,进行数据传输,直至向所有的通道发送完数据。
自动去除包头和包尾的等时数据接收流程如下:
(1)包头中的sysc位如果和等时接口寄存器(地址为0x18h)的ISYNCRCVN信息相同,DMPRE置高一个周期。
(2)在接收完包头后,DMDONE置高一个周期。在后面有数据通过时DMRW置高。
(3)在接收完所有的数据后,DMRW置低,则DMD数据线不接收包尾。
3 通信测试
对1394通信模块的通信实验分为两部分:对1394协议所规定的通信功能的测试;对采集到的数据正确性进行验证。实验步骤如下:
(1)将1394通信模块和PC连接起来,模块加电后,首先进行总线配置、树标识和自标识。在整个网络形成后,已经确定根节点,各个节点的地址也就确定了。在1394总线执行上述动作时,同时通过扩展的串口输出自标识数据包的内容,包括当前网络中的节点数、当前节点为第几个节点、是否为根节点、是否具有等时资源管理的功能。至此,1394通信模块已和PC建立连接。
(2)通过PC读取1394通信模块的配置ROM,看其是否能进行正确响应。
(3)进行异步读和异步写的测试,分为对字节的异步读写和对数据块的异步读写两种。
(4)进行等时数据传输的测试。看PC是否能接收到1394通信模块发出的等时数据包。
(5)连接相机,通过等时传输将相机的图像数据存入到1394通信模块的SRAM中,并由VGA接口输出到显示器上显示。
除了第(5)步,以上每一步的执行都会在串口调试助手软件上有结果输出。例如:1394通信模块在上电后收到自标识包并进行复位,并在调试界面上会输出“SID RCVD 2 Y 0 BUS RST..”。其中“SID RCVD”表示节点收到自标识数据包,“2 Y 0”表示当前总线中存在两个1394节点,当前节点为根节点,具有等时资源管理功能的节点是节点0。“BUS RST..”表示节点开始进行总线复位。当前节点发起读取0x0400地址数据的异步读请求,则在界面上会显示“ACK00010,0x04049c44”。“ACD00010”表示另一个节点接收到了异步读请求的命令,“0x04049c44”则为返回的0x0400地址存储的数据。两个1394节点要进行等时数据传输,假如数据发送方为节点0,数据接收方为节点1。按照以下步骤进行节点间等时数据传输的测试:(1)先设置节点0的DM口模式为发送模式,节点1的DM口模式为接收模式。(2)节点0先读取总线上的有效带宽,上层界面接收到“0x00000f33”,它是用十六进制表示的当前总线的有效带宽。节点0再向等时资源管理节点申请一定的带宽,上层界面接受到“ACK 00010”,表示带宽申请成功。(3)读取总线上的有效通道并且申请通道。1394总线的有效通道数存在两个寄存器上,申请时按照由低到高的顺序。在申请通道前需先确认当前网络中使用的通道数,通信结束后再释放该通道。发出读取有效通道的指令后,上层界面接收到“0xffffffff”和“0xffffffff”,表示目前总线上所有通道均处于空闲状态。可以申请通道1,申请后低位通道寄存器的值变为“0xfffffffe”。经过前面三步已经建立了节点0和节点1进行等时通信所需要的带宽和通道。(4)发送等时传输的指令,看节点1是否接收到了指定量的等时数据包。通过中断寄存器的bit9(Data Mover packet receive)进行判断。
本文分析了基于FPGA+ARM的1394总线在TFT-LCD检测系统中的应用,对于1394总线技术的推广具有较强的借鉴意义。测试实验表明,1394总线在进行等时通信时分配固定的带宽,保证了图像数据又快又准的传输,同时整个检测系统的各个模块通过1394总线连接起来,可以完全脱离PC单独运行,采用异步传输进行控制指令的传输,既方便又稳定。