Ⅰ 為什麼說工業通信是智能製造的關鍵
工業生產智能化的前提是各部分機械緊密合作,成為一個整體的生產流程,這樣,各部分之間的及時通信就顯得尤為重要,工業通信技術,是將各個設備串連成為一個整體,起著控制與交流的重任務,保證的各部分能高效、可靠的運行。因此,工業通信技術是智能生產的關鍵
Ⅱ 5種工業通訊協議
工業控制通信協議有CANBUS、MODBUS、profibus等。
簡介:
1、作為ISO11898CAN標準的CANBus(ControLLer Area Net-work Bus),是製造廠中連接現場設備(感測器、執行器、控制器等)、面向廣播的串列匯流排系統,最初由美國通用汽車公司(GM)開發用於汽車工業,後日漸增多地出現在製造自動化行業中。
2、Modbus是由Modicon(現為施耐德電氣公司的一個品牌)在1979年發明的,是全球第一個真正用於工業現場的匯流排協議。
ModBus網路是一個工業通信系統,由帶智能終端的可編程序控制器和計算機通過公用線路或局部專用線路連接而成。其系統結構既包括硬體、亦包括軟體。它可應用於各種數據採集和過程監控。
3、PROFIBUS,是一種國際化.開放式.不依賴於設備生產商的現場匯流排標准。PROFIBUS傳送速度可在 9.6kbaud~12Mbaud范圍內選擇且當匯流排系統啟動時,所有連接到匯流排上的裝置應該被設成相同的速度。廣泛適用於製造業自動化、流程工業自動化和樓宇、交通電力等其他領域自動化。PROFIBUS是一種用於工廠自動化車間級監控和現場設備層數據通信與控制的現場匯流排技術。可實現現場設備層到車間級監控的分散式數字控制和現場通信網路,從而為實現工廠綜合自動化和現場設備智能化提供了可行的解決方案。
Ⅲ AD公司和TI公司的區別
智能A/D采樣及參數辨識
DSP模板
SCP-9809使用說明書
北京世紀超拓科技發展有限公司
二零零二年二月
智能A/D采樣及參數辨識DSP模板
SCP-9809使用說明書
一, 概述
智能A/D采樣及參數辨識DSP模板SCT-9809是按照標准4U機箱高度
設計的歐式插針控制板,採用TMS320C32 DSP晶元為主CPU,集中斷控制,
A/D采樣,開入開出,RS232/RS485通訊,同步通訊,CANBUS多功能於一身,
可以完成高速模擬量採集與計算,自動控制,數據通訊等復雜工業控制任務.其
顯著特點是:高速,多功能,智能化.
本智能控制模板採用的高性能TMS320C32PCM60的DSP晶元,DSP即數
字信號處理器(Digital Signal Processor), 是目前應用最廣泛的技術之一.所謂
信號處理就是對信號進行分析,變換,綜合,識別等加工處理,以達到有效提取
信息和便於利用的目的.其主要特點是高速,在DSP中專門設置了乘法累加器
結構,從硬體上實現了乘法器和累加器的並行工作,可在單指令周期內完成一次
乘法並對乘積求和運算.DSP還有其它許多特點如內部操作,採用了時間上重疊
的流水線結構,大大提高了運算速度;特別的DSP指令集等等.廣泛應用於語
音,視頻,通訊,汽車,機器人,工業自動控制領域.運用計算機要想對語音和
音視頻這一類頻帶較寬的信號進行實時處理是不現實的,即使今天的500MHz
時鍾的奔騰計算機要進行復雜的實時處理也很困難.而採用DSP則是最好的處
理方案.
二, DSP簡介
當今世界上生產DSP的公司主要有TI公司,AD公司, AT&T公司,
MOTOROLA公司等.其中以TI公司和AD公司的產品系列較為全面,而TI公
司的DSP市場佔有率更達到40%.
TI公司的DSP產品全部以TMS320系列命名.早期的產品包括
TMS320C1x/2x/3x/C5x/C8x等系列;現在TI公司主推的產品包括三種新的DSP
系列,它們是:TMS320C2000,TMS320C5000,TMS320C6000系列.在老的
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TI DSP系列中,浮點C3x還是TI公司的主流產品(本板即採用浮點C32),TI
公司還在對這個系列型號作性能改進和製造廉價型,如新近推出的3.3V C33芯
片,採用0.18 m製造工藝,有1M RAM,速度為120Mflops. C33與其它C3X
器件代碼兼容,所以用戶可以保護其軟體環境,在他們換用新器件時還可以減少
開發時間.
DSP晶元和半導體存儲器,微處理器雖都屬於半導體器件(SC),實際上
前者與後兩者根本不同.DSP晶元需要依靠最先進的集成電路設計能力和最精密
的製造工藝,但更需要讓晶元變"活",變成有"思維"能力,所謂的"活"和"思維"
就是能按照完成某一特定任務編制最佳的"程序",由DSP按此程序運作.DSP
技術包括兩部分:一是演算法(arithmetic)這是心臟;二是DSP器件本身是驅
體.
DSP的編程遠比電腦軟體編程復雜得多,現在的情況是計算機軟體人才易
得,DSP人才難求,DSP人才必須懂得"演算法"和"編程" (計算機編程和DSP編
程).上海交大在DSP人才培養方面已探索出一套方法,並與TI公司聯合為社
會培訓DSP應用人才,以適應我國電子產業發展的需要.
為了滿足FFT,卷積等數字信號處理的特殊要求,當前的DSP大多在指令
系統中設置了"循環定址"(Circular addressing)及"位倒序"(bit-reversed)指令和其
他特殊指令,使得在作這些運算時定址,排序及計算速度大大提高.單片DSP
作1024點復數FFT所得時間已降到微秒量級.
高速數據傳輸能力是DSP作高速實時處理的關鍵之一.新型的DSP大多設
置了單獨的DMA匯流排及其控制器,在不影響或基本不影響DSP處理速度的情
況下,作並行的數據傳送,傳送速率可以達到每秒數百兆位元組,主要受到片外存
儲器速度的限制.
隨著應用的日益廣泛,DSP已經成為了許多高級設計不可或缺的組成部分.
其結果,使DSP廠商的投資集小於DSP體系結構,智能化程度更高的編譯程序,
更好的查錯工具,以及更多的支持軟體.
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最明顯的結構改進在於提高"並行性",即在一個指令周期內,DSP所能完成
的操作的數量.一個突出例子是德克薩斯儀器公司(T1)1997年推出的帶有8個功
能單元,使用超長指令字(VLIW,Very Long Instruction Word)的
DSP TMS320C6x.這種32bit定點運算DSP在每個周期內可以完成8個操作,
其運算速度達到了每秒執行20億條指令(2000MIPS);如果片外存儲器能夠支持,
其DMA的數據傳輸能力可以達到每秒800MByte.
盡管當前的DSP已達到較高的水平,但在一些實時性要求很高的場合,單
片DSP的處理和能力還不能滿足要求.因而,多處理器系統就成為提高應用性
能的重要途徑之一.許多演算法,例如數字濾波,FFT,矩陣運算等,都包含有建
立和-積形式的數列,或者是對矩陣一類規則結構作有序處理.在許多情況下,都
可以將演算法分解為若干級,用串列或並行來加快處理速度.因此,新型DSP的
發展方向,是在提高單片DSP性能的同時,十分注重在結構設計上為多處理器
的應用提供方便.例如,TI的TMS320C40,設置了6個8bit的通信口,既可以
作級聯,也可以作並行連接.每個口都有DMA能力.這就是專門為多處理器應
用而設計的.
DSP系統設計和軟體開發是一個重要而困難的問題,往往需要相當規模的仿
真調試系統,包括在線模擬器,許多電纜,邏輯分析儀以及其他的測試設備.在
多處理器系統中,這個問題尤為突出.為了方便用戶的設計與調試,許多DSP
在片上設置了模擬模塊或模擬調試介面.
TI在其TMS320系列晶元上設置了符合IEEE1149標準的JTAG
(Joint Test Action Group)標准測試介面及相應的控制器,從而不但能控制和觀察
多處理器系統中每一個處理器的運行,測試每一塊晶元,還可以用這個介面來裝
入程序.在PC機上插入一塊調試插板,接通JTAG介面,就可以在PC上運行
一個軟體去控制它.PC機上有多個窗口顯示,每個窗口觀察多個處理器中的一
個,這就極大地簡化了多處理器系統開發的復雜性.在TMS320中,和JTAG測
試口同時工作的還有一個分析模塊,它支持斷點的設置和程序存儲器,數據存儲
器,DMA的訪問,程序的單步運行和跟蹤,以及程序的分支和外部中斷的計數
等.
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DSP的處理速度越來越高,功能越來越強,但隨之而付出的代價是功耗也
越來越大.而且,隨著鍾頻的提高,功耗急速加大.盡管生產廠家幾乎沒有例外
地都採用了CMOS工藝等技術手段來降低功耗,但有的單片DSP的功耗已達10w
以上.隨著DSP的大量使用,特別是在用電池供電的攜帶型設備中的大量使用,
例如攜帶型計算機,移動通信設備和攜帶型測試儀器等,迫切要求DSP在保持
與提高工作性能的同時,降低工作電壓,減小功耗.為此,各DSP生產廠家正
積極研製並陸續推出低電壓片種.在降低功耗方面,有的片種設置了IDLE或
WAIT狀態,在等待中斷到來期間,片內除時鍾和外設以外的電路都停止工作;
有的片種設置了STOP狀態,它比WAIT狀態更進一步,連內部時鍾也停止工作,
但保留了堆棧和外設的狀態.總之,低工作電壓和低功耗已成為DSP性能表徵
的重要技術指標之一.
隨著專用集成電路(ASIC,Application Specific Integrated Circuit)的廣泛使
用,迫切要求將DSP的功能集成到ASIC中.例如,在磁碟/光碟驅動器,調制
解調器(Modem),移動通信設備和個人數字助理(PDA,Personal Digital Assistant)
等應用中,這種要求來得相當突出.為了順應這種發展並更加深入地開拓DSP
市場,各DSP生產廠家相繼提出了DSP核(DSP core)的概念並推出了相應的產品.
一般說來,DSP核是通用DSP器件中的CPU部分,再配以按照客戶的需要所選
擇的存儲器(包括Cache,RAM;ROM,flash,EPROM等以及固化的用戶軟體)
和外設(包括串口,並口,主機介面,DMA,定時器等),組成用戶的ASIC.DSP
核概念的提出與技術的發展,使用戶得以將自己的設計,通過DSP廠家的專業
技術來加以實現,從而提高ASIC的水準,並大大縮短產品的上市時間.DSP核
的一個典型的應用是U.S.Robots公司利用TI的DSP核技術所開發的X2晶元,
最早成功地將56kbps的Modem推向了市場.除開TI公司的TMS320系列DSP
核之外,Motorola公司的DSP66xx系列和AD公司的ADSP21000系列等,也都
是得到成功應用的DSP核.
在DSP硬體結構和性能不斷改善的同時,其開發環境和支持軟體,也得到
了迅速的發展與不斷的完善.
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各公司出品的DSP都有各自的匯編語言指令系統.使用匯編語言來編制DSP
應用軟體是一件繁瑣與困難的工作.隨著DSP處理速度的加快與功能的增強,
其定址空間越來越大,目標程序的規模也越來越大,從而使得用高級語言來對
DSP編程成為必須而且緊迫的任務.各公司陸續推出廠適用於DSP的高級語言
編譯器,主要是C語言編譯器,也有Ada,Pascal等編譯器.它們能將高級語言
編寫的程序,編譯成相應的DSP匯編源程序.程序員可在這里對DSP源程序作
修改與優化,尤其是對實時處理要求很苛刻的部分作優化,然後匯編與連接,成
為DSP的目標代碼.
在應用軟體開發與調試環境方面,除開傳統的,在硬體或軟體模擬器上用
Debug來調試之外,各廠家陸續推出廠一些針對DSP的操作系統(例如TI的
Code Composer/Code Composer Studio).
這些操作系統運行在IBM-PC或其他的主機上為DSP應用軟體的開發提供
良好的集成開發環境:用C語言等高級語言編寫的程序的調試,用針對DSP的C
語言等編譯器將其編譯成相應的DSP匯編源程序,進一步的修改,調試與檢查,
最後匯編與連接成DSP可執行目標代碼.這些操作系統的適用范圍正在擴大.
DSP的生產廠家和一些其他的軟體公司,為DSP應用軟體的開發准備了一
些適用的函數庫與軟體工具包,如針對數字濾波器和各種數字信號處理演算法的子
程序.以及各種介面程序等.這些經過優化的子程序為用戶提供了極大的方便.
隨著專用集成電路(ASIC)技術的發展和DSP應用范圍的迅速擴大,一些
EDA公司也將DSP的硬體和軟體的開發納入了EDA工作站的工作范疇,陸續
推出了一些大型軟體包,為用戶自行設計所需要的DSP晶元和軟體提供了更為
良好的環境.
Ⅳ 關於工業通信的問題
232,485,乙太網屬於物理硬體的協議,規定了一些電氣特性什麼的,通信的時候寫入相應的寄存器緩沖器,硬體就會自動發送。
modbus,tcp/ip等屬於軟體協議,規定了數據的意義和作用。
你說的問題太籠統了,不容易解答。
總之,更改協議,在硬體和軟體上都需要做改動。
補充:首先來說物理電路的更改,由232介面換成乙太網,那麼按最簡單的模型來分析,232和乙太網的緩沖區肯定不同,需要設置的寄存器也完全不同。一般來說232和485的緩沖區是同一個,但是換成485之後,得多用一個IO口來進行接收和發送的控制,這在軟體上也是需要改動的。
Ⅳ 什麼是TI和IT行業
it
IT(Information Technology,即信息技術)的基本概念和所指范圍。
IT實際上有三個層次:第一層是硬體,主要指數據存儲、處理和傳輸的主機和網路通信設備;第二層是指軟體,包括可用來搜集、存儲、檢索、分析、應用、評估信息的各種軟體,它包括我們通常所指的ERP(企業資源計劃)、CRM(客戶關系管理)、SCM(供應鏈管理)等商用管理軟體,也包括用來加強流程管理的WF(工作流)管理軟體、輔助分析的DW/DM(數據倉庫和數據挖掘)軟體等;第三層是指應用,指搜集、存儲、檢索、分析、應用、評估使用各種信息,包括應用ERP、CRM、SCM等軟體直接輔助決策,也包括利用其它決策分析模型或藉助DW/DM等技術手段來進一步提高分析的質量,輔助決策者作決策(強調一點,只是輔助而不是替代人決策)。有些人理解的IT把前二層合二為一,統指信息的存儲、處理和傳輸,後者則為信息的應用;也有人把後二層合二為一,則劃分為前硬後軟。通常第三層還沒有得到足夠的重視,但事實上卻是唯有當信息得到有效應用時IT的價值才能得到充分發揮,也才真正實現了信息化的目標。信息化本身不是目標,它只是在當前時代背景下一種實現目標比較好的一種手段。
卡爾的IT是指什麼呢?在那篇文章裡面他並沒有明確提出,不過他提到信息技術的核心功能--數據存儲、處理和傳輸。從他推理的邏輯來看,即從蒸汽機、鐵路、電報電話、電力等基礎設施建設推過來的,還用摩爾定律來佐證主機和光纖的發展。如果他就此打住,只從這一點出發,他的邏輯論證是非常嚴謹的,後面對《IT不再重要》發表不管支持與反對評論的人,在這一點上都是基本認同的(除了那些硬體和網路廠商外),筆者也認同這一點。整個文章里他對物化的IT基礎設施建設部分關注很多,基本沒有關注應用層面。但後面他講到大眾化趨勢時,又提到「信息技術極易復制」,則把IT又推到了商業軟體,這里已經邁出了「危險」的一步。在2004年他出版同名書時開篇就定義了他研究、類比過來的IT,「我用的『IT』是指通常意義上的,即所有被用來以數字形式存儲、處理和傳輸信息的硬體和軟體,特別強調的是,我只是指技術本身,我指的『IT』並不包括技術中流動的信息和那些使用技術的人才技能」,所以他所指的IT是指前二層。如果就這此打住,可能還是不會有太大爭議(這次又加上那些難受的軟體廠商)。客觀地分析軟體本身的特徵,的確不具備核心競爭力的四個判斷標准中的三個即:稀缺性、不易復制性、不易替代性,卡爾本人也沒有否認而且是在強調IT具備核心競爭力的第四個判斷標准,即有價值。但他偏偏又把題目定成了「IT不再重要」,幾欲把整個IT一棍子打死!
可惜他在IT這一概念上是經常含混不清:一會兒指主機網路,一會兒又跑到軟體,在他後來出版的書里甚至經常「一不小心」就邁到了第三層,完全違背了他在書開頭所界定的IT范圍,如論述信息技術的應用、對CIO發出的詰問等。有很多讀者、包括哈佛商業評論的編輯當時就指出了這一點。後面其它很多人也因為這一點來攻擊他,甚至有人說卡爾乾脆就不懂IT,有可能是真的,因為他畢竟本來就不是做IT的。這也給我們搞研究的人也給予很大的啟示和警醒,對自己不太熟悉的領域套用其它方法來研究時要特別小心,否則會鬧出很多笑話。
這里筆者要強調一點,經常有軟體廠商(國內外的都有)宣稱上了信息化就能如何如何,就能加強企業核心競爭力(反正多是現在流行什麼就跟什麼,「與時俱進」)。不知道他們是有意還是無意,且不按核心競爭力判斷的四個標准來推斷,試反問幾個簡單的問題:如果上了信息化就能如何,有多少上了信息化的企業已經虧損甚至倒閉?尤其是那些宣稱有幾十萬家客戶使用他們軟體的軟體企業該問問自己。如果上了信息化就能如何,那麼我們假設入庫、出庫、銷售、庫存等信息全是准確的,就能自動提高銷售、降低庫存嗎?如果說沒有上信息化之前,老闆可能還可因為看不見而糊塗但幸福地過過日子,那麼現在呢?只是痛苦地知道有如此多的庫存在倉庫里呆了如此長的時間,如此多的商品長時間占據著櫃台卻沒有帶來任何銷售額更不要說利潤!分析一下軟體廠商們宣傳「信息技術是企業的核心競爭力」的現象,結論只有兩個:要麼這些企業不懂什麼是核心競爭力(我想應該大多數還是懂的,既希望他們懂又希望他們不懂,希望結果是懂是因為至少軟體企業還能懂一些管理理念而不是埋頭純粹一技術性公司,希望結果是不懂是因為這樣可以少被別人攻擊沒有職業道德,不知者不為過嘛),要麼是另有所圖。一般企業客戶與IT企業之間存在嚴重的信息不對稱問題。IT企業與企業客戶之間的博弈,最後的結果往往會是次優選擇,即所謂的「檸檬效應」。在這點上,除了IT企業和從業人員要提高自身的職業操守外,政府或行業必須加強對信息化建設的培訓教育,提高企業對信息化建設的認識,引進管理咨詢公司、監理公司等來改變這一博弈結局,以達到新的平衡,促進IT業更健康的發展。
信息技術本身只是一個工具,就象一柄利劍或一枝好筆,買了它並不能一定保證你武功增進多少、字寫漂亮多少,還需要你不斷地去練習如何舞劍、如何寫字,信息化建設也需要你不斷地提升運用信息的能力,這才是真正核心也是最難的地方。功夫全在題外!信息化(數字化)目的並不是上系統拿幾個數字,它只是基礎,其核心在一個「化」字,把各種資源相關的信息整合起來後進行「合理化」、「優化」的配置。譬如用歷史信息來輔助做銷售預測、采購計劃、生產計劃、配送計劃、庫存計劃,並按照這些計劃下達指令並根據實際運行情況滾動修正計劃。美國哈林頓(Joseph Harrington)博士提出的計算機集成製造(Computer Integrated Manufacturing,CIM)包含兩個基本觀點:一是企業生產的各個環節包括市場分析、產品設計、加工製造、經營管理和售後服務等是一個不可分割的整體,必須緊密相連、統一考慮;二是整個運作過程實質上是一個數據的採集、傳遞和加工處理過程,最終產品可以看作是數據的物質表現。如果上了信息系統卻不用它來輔助決策,還是按照原來的運作方式運作,則信息系統的作用可能只是限於解放某些崗位的某些工作,如統計報表等,且同時還會增加另外一些崗位的工作。大量經驗表明,如果不用信息系統收集上來的數據,要實現用來輔助決策的准確、及時、完整的信息根本不可能,信息系統只有用它才可能逐步提高其准確性、及時性和完整性。按照核心競爭力的評價標准,要構造核心競爭力,本質上只有整合能力才是,而且越外顯的能力越容易被模仿。冰山一角,露在外面的越少越不容易被模仿,越能構成核心競爭力。
就象哈佛商業評論編輯Hal Varian(加利福尼亞大學伯克利分校信息管理與系統系主任)指出的那樣:「卡爾說IT正在商品化、不再提供競爭優勢,這一點他是對的。但知道如何有效使用IT還是一種非常稀缺的技能。」「提供競爭優勢的不是IT本身,而是那些知道如何有效利用它的人。」「公司在花成千上萬的錢在數據存儲和獲取客戶交易數據上,但一大堆數據就躺在那兒、沒有經過分析、沒有使用,但是,在那些訓練有素的分析人員手上同樣的數據卻能產生巨大的回報!」這是一個數據豐富的時代,但同時是一個知識貧乏的時代!
波士頓大學管理學院信息系統管理學教授托馬斯·H.達文波特要把「過去的40年,更確切地描述為『數據時代』,而不是『信息時代』」,「將數據轉化為某種更有用的東西,需要相當多的人力投入和智慧,但大多數組織僅僅從技術的角度來看待這一問題。擁有一個資料庫或數據挖掘系統,與擁有其它技術一樣,是必要的,但對於高質量的信息和知識而言,則是不夠的」。
所以這里我們有必要明確一下一些經常混淆的基本概念。
數據(Data)=事實的記錄,如上季度甲系列產品在華東地區銷售額為120萬。
信息=(Information)=數據+ 意義,如上季度甲系列產品華東地區銷售額比去年同期減少了25 %。
智能(Intelligence)=信息+理解(understanding)與推理(reasoning),如分析原因是華東地區銷售單位不行,或甲系列產品進入了衰退期,還是公司整體營銷活動落後,競爭者強力促銷導致?或是其它原因。
知識(Knowledge) =解決問題的技能(skill),針對這一問題公司應對的策略是什麼?
智慧(Wisdom) =知識的選擇(Selection) 應對的行動方案可能有多種,但(戰略)選擇哪個*智慧。行動則又會產生新的交易數據。
數據、信息、智能、知識、智慧、行動與管理活動之間存在多重循環關系。
同樣的高速公路、同樣的高檔車,開車的人不同將會開出完全不同的水平,這時更關鍵的因素--開車的本事就顯得至關重要了。在初級階段,競爭比較粗放,可能主要是看誰能修好道,買好車。到後面,大家硬體基礎設施差不多,競爭日趨白熱化,這個時候人的作用就突顯出來了,光有好道好車還不行,還得有舒馬赫這樣的頂級選手才能贏得比賽。企業經營與賽車還不太一樣,賽車有人制定規則,規定只能跑一樣的道,企業之間的競爭是八仙過海各顯神通,有錢的就可以買高檔的伺服器、小型機,沒有錢的就只能買PC伺服器;有錢的就可以用光纖寬頻,沒有錢的則只能用ADSL甚至撥號;有錢的可以花幾千萬去買SAP、Oracle,沒有錢的則只能用用金蝶、用友,甚至只有一些基本功能的小的進銷存或財務軟體;有錢的可以請五大幫他們制定符合未來趨勢的戰略並進行培訓,沒有錢的則只能*企業家自己摸著石頭過河……的確,這是一場不太公平的競爭。但網路經濟來了,用卡爾的話說,就是IT技術已經變得「大眾化」,已變成商品。更何況ASP模式的出現,將極大的降低了企業信息化的門檻,昂貴的伺服器、網路、軟體費用的門檻被一下子降低了。好比雖然你有私家的寶馬、賓士,可以很快地到達你想要到的地方。但我也可以坐計程車差不多也能實現同樣的效果,再差點兒我有公共汽車、地鐵,只要很低的成本也能基本實現我的目標。但同樣的寬頻、同樣一套系統軟體,但使用的人一樣,效果卻完全不一樣,君不見同樣是使用SAP、Oracle或者金蝶、用友,有很成功的,也有很失敗的?還是那句話,功夫在詩外!
Ⅵ 通信工程(物聯網)
通信工程很多大學都開了這個專業,物聯網工程這個貌似是研究生方向的呀,大學本科我是沒有注意到。通信工程,據我所知,無線通信,移動通信,互聯網,工業通信;物聯網工程:基本是基於通信、計算機和電子技術等;這些專業前景都很好啊,比如去華為之類的高科技公司,一點問題都沒有,前提是你很牛。從事的主要是通信、電子行業,這個行業很要技術的。
Ⅶ 那位高人了解TI的TMS320LF2407A晶元的功能
高性能數字信號處理器TMS320LF2407A及其應用
類型:轉載 作者:吳開源 黃石生 最後更新:2005-11-3 22:54:29 推薦指數: 4781
作者:吳開源 黃石生 李 陽 陸沛濤
1 引言
數字信號處理器(DSP)已經發展了20多年,最初僅在信號處理領域內應用。近年來,隨著半導體技術的發展,其高速運算能力使很多復雜的控制演算法和功能得以實現,同時將實時處理能力和控制器的外設功能集於一身,在控制領域內也得到很好的應用。數字控制系統克服了模擬控制系統電路功能單一、控制精度不高的缺點,它抗干擾能力強,可靠性高,可實現復雜控制,增強了控制的靈活性。
TMS320LF2407A是美國TI公司推出的新型高性能16位定點數字信號處理器,它專門為數字控制設計,集DSP的高速信號處理能力及適用於控制的優化外圍電路於一體,在數字控制系統中得以廣泛應用 [1]。本文介紹其體系結構、功能特性及其在控制領域中的應用,為數字控制系統的設計提供參考。
2 體系結構和功能特性
2.1 系統組成
TMS320LF2407A系統組成包括:40MHz、40MIPS的低電壓3.3V CPU、片內存儲器、事件管理器模塊、片內集成外圍設備[2]。其體系結構框圖如圖1所示。
2.2 CPU及匯流排結構
TMS320LF2407A的CPU是基於TMS320C2XX的16位定點低功耗內核。體系結構採用四級流水線技術加快程序的執行,可在一個處理周期內完成乘法、加法和移位運算。其中央算術邏輯單元(CALU)是一個獨立的算術單元,它包括一個32位算術邏輯單元(ALU)、一個32位累加器、一個16×16位乘法器(MUL)和一個16位桶形移位器,同時乘法器和累加器內部各包含一個輸出移位器。完全獨立於CALU的輔助寄存器單元(ARAU)包含八個16位輔助寄存器,其主要功能是在CALU操作的同時執行八個輔助寄存器(AR7至AR0)上的算術運算。兩個狀態寄存器ST0 和ST1用於實現CPU各種狀態的保存。
TMS320LF2407A採用增強的哈佛結構,晶元內部具有六條16位匯流排,即程序地址匯流排(PAB)、數據讀地址匯流排(DRAB)、數據寫地址匯流排(DWAB)、程序讀匯流排(PRDB)、數據讀匯流排(DRDB)、數據寫匯流排(DWEB),其程序存儲器匯流排和數據存儲器匯流排相互獨立,支持並行的程序和操作數定址,因此CPU的讀/寫可在同一周期內進行,這種高速運算能力使自適應控制、卡爾曼濾波、神經網路、遺傳演算法等復雜控制演算法得以實現。
2.3 存儲器配置
TMS320LF2407A地址映象被組織為三個可獨立選擇的空間:程序存儲器(64K)、數據存儲器(64K)、輸入/輸出(I/O)空間(64K)。這些空間提供了共192K字的地址范圍。
其片內存儲器資源包括:544字×16位的雙埠數據/程序DARAM、2K字×16位的單埠數據/程序SARAM、片內32K×16位的Flash程序存儲器、256字×16位片上Boot ROM、片上Flash/ROM具有可編程加密特性。
TMS320LF2407A的指令集有三種基本的存儲器定址方式:立即定址方式、直接定址方式、間接定址方式。
2.4 事件管理器模塊
TMS320LF2407A包含兩個專用於電機控制的事件管理器模塊EVA和EVB,每個事件管理器模塊包括通用定時器(GP)、全比較單元、正交編碼脈沖電路以及捕獲單元。
① 通用定時器。TMS320LF2407A共有四個16位通用定時器,可用於產生采樣周期,作為全比較單元產生PWM輸出以及軟體定時的時基。通用定時器有四種可選擇的操作模式:停止/保持模式、連續增計數模式、定向增/減計數模式和連續增/減計數模式。每個通用定時器都有一個相關的比較寄存器TxCMPR和一個PWM輸出引腳T xPWM。每個通用定時器都可以獨立地用於提┮桓鯬WM輸出通道,可產生非對稱或對稱PWM波形,因此,四個通用定時器最多可提供4路PWM輸出。
② 全比較單元。每個事件管理器模塊有3個全比較單元(1、2和3(EVA); 4、5和6(EVB)),每個比較單元各有一個 16位比較寄存器 CMPRx,各有兩個CMP / PWM輸出引腳,可產生2路 PWM輸出信號控制功率器件,其輸出引腳極性由控制寄存器 (ACTR)的控制位來決定,根據需要,選擇高電平或低電平作為開通信號,通過設置T1為不同工作方式,可選擇輸出對稱PWM波形、非對稱PWM波形或空間矢量PWM波形。
死區控制單元 (DBTCON)用來產生可編程的軟體死區,使得受每個全比較單元的兩路CMP / PWM輸出控制的功率器件的間次開啟周期間沒有重疊,最大可編程的軟體死區時間達16μs。
③ 正交編碼脈沖電路。正交編碼脈沖(QEP)電路可以對引腳CAP1/QEP1和CAP2/QEP2上的正交編碼脈沖進行解碼和計數,可以直接處理光電編碼盤的2路正交編碼脈沖,正交編碼脈沖包含兩個脈沖序列,有變化的頻率和四分之一周期(90°)的固定相位偏移,對輸入的2路正交信號進行鑒相和4倍頻。通過檢測2路信號的相位關系可以判斷電機的正/反轉,並據此對信號進行加/減計數,從而得到當前的計數值和計數方向,即電機的角位移和轉向,電機的角速度可以通過脈沖的頻率測出。
④ 捕獲單元。捕獲單元用於捕獲輸入引腳上信號的跳變,兩個事件管理器模塊總共有六個捕獲單元。EVA模塊有三個捕獲單元引腳CAP1、CAP2和CAP3,它們可以選擇通用定時器1或2作為時基,但CAP1和CAP2一定要選擇相同的定時器作為時基;EVB模塊也有三個捕獲單元引腳CAP4、 CAP5和CAP6,它們可以選擇通用定時器3或4作為時基,但CAP4和CAP5一定要選擇相同的定時器作為時基。每個單元各有一個兩級的FIFO緩沖堆棧。當捕獲發生時,相應的中斷標志被置位,並向CPU發中斷請求。
2.5 片內集成外設
TMS320LF2407A片內集成了豐富的外設,大大減少了系統設計的元器件數量。
① 串列通信口。TMS320LF2407A設有一個非同步串列外設通信口(SCI)和一個同步串列外設通訊口(SPI),用於與上位機、外設及多處理器之間的通信。SCI即通用非同步收發器(UART)支持 RS-232和RS-485的工業標准全雙工通信模式,用來與上位機的通信;SPI可用於同步數據通信,典型應用包括TMS320LF2407A之間構成多機系統和外部I/O擴展,如顯示驅動。
② A/D轉換模塊。包括兩個帶采樣/保持的各8路10位A/D轉換器,具有自動排序能力,一次可執行最多16個通道的自動轉換,可工作在8個自動轉換的雙排序器工作方式或一組16個自動轉換通道的單排序器工作方式。A/D轉換模塊的啟動可以有事件管理器模塊中的事件源啟動、外部信號啟動、軟體立即啟動等三種方式。
③ 控制器區域網(CAN)。是現場匯流排的一種,主要用於各種設備的監測及控制。TMS320LF2407A片上CAN控制器模塊是一個16位的外設模塊,該模塊完全支持CAN2.0B協議,6個郵箱(其中0、1用於接收;4、5用於發送;2、3可配置為接收或發送)每次可以傳送0~8個位元組的數據,具有可編程的局部接收屏蔽、位傳輸速率、中斷方案和匯流排喚醒事件、超強的錯誤診斷、自動錯誤重發和遠程請求回應、支持自測試模式等功能。
CAN匯流排通信可靠性高,節點數有110個,傳輸速度高達1Mb/s(此時距離最長為40m),直接通信距離可達10km(速率5kb/s以下),採用雙絞線差動方式進行通信,有很強的抗干擾能力。
④ 鎖相環電路(PLL)和等待狀態發生器。前者用於實現時鍾選項;後者可通過軟體編程產生用於用戶需要的等待周期,以配合外圍低速器件的使用。
⑤ 看門狗定時器與實時中斷定時器。均為8位增量計數器,前者用於監控系統軟體和硬體工作,在CPU出錯時產生復位信號;後者用於產生周期性的中斷請求。
⑥ 外部存儲器介面。可擴展為192K字×16位的最大可定址存儲器空間(64K字程序存儲器、 64K字數據存儲器、64K字I/O空間)。
⑦ 數字I/O。TMS320LF2407A有40個通用、雙向的數字I/O引腳,其中大多數都是基本功能和一般I/O復用引腳。
⑧ JTAG介面。由於TMS320LF2407A結構復雜、工作速度快、外部引腳多、封裝面積小、引腳排列密集等原因,傳統的並行模擬方式已不適合於TMS320LF2407A的開發應用。TMS320LF2407A 具有符合IEEE1149.1規范的5線JTAG(邊界掃描邏輯)串列模擬介面,能夠極其方便地提供硬體系統的在線模擬和測試。
⑨ 外部中斷。有五個外部中斷(功率驅動保護、復位、不可屏蔽中斷NMI及兩個可屏蔽中斷)。
3 主要應用
TMS320LF2407A為高性能的控制提供先進、可靠、高效的信號處理與控制的平台,它將數字信號處理的運算能力與面向高性能控制的能力集於一體,可以實現用軟體取代模擬器件,可方便地修改控制策略,修正控制參數,兼具故障監測、自診斷和上位機管理與通信等功能,將成為控制系統開發的主流處理器 [3],可廣泛應用於:工業電機驅動;能量交換器如UPS、通信電源;自動化系統如電力控制、抗鎖死制動;磁碟/光碟伺服控制和大容量存儲產品;列印機、復印機和其他辦公產品;儀器、儀表;機器人控制。
TMS320LF2407A被廣泛用於數字化控制中,一個基於DSP的逆變電源控制系統原理框圖見圖2。系統主要由DSP(TMS320LF2407A)、電壓電流反饋、PWM驅動放大電路、鍵盤顯示及上位機組成。當DSP接受主機發出的參考輸入後,將其轉換為PWM輸出,經過驅動放大送給逆變主電路,產生輸出。逆變電路輸出的電壓、電流反饋信號送入A/D轉換器引腳。通過光電編碼器檢測電機的轉動方向及轉角,反饋回DSP的正交編碼脈沖電路(QEP),形成閉環控制,實時有效地控制交流電機。鍵盤和顯示由SPI同步串列口實現,用於讀取鍵盤輸入和寫輸出到顯示器。DSP與上位機之間的通信由SCI非同步串列口實現。JTAG介面用於系統的在線模擬和測試。
4 結束語
隨著工業控制性能要求的提高,控制方案的選擇變得越來越關鍵,逐步形成了由數字控制代替模擬控制的局面。TMS320LF2407A為數字控制應用提供了理想的解決方案.
Ⅷ 工業交換機哪個品牌好
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顯示子系統
可編程實時單元子系統及工業通信子系統(PRU-ICSS)
實時時鍾(RTC)
最多2路USB 2.0 PHY,可配置為主或從
最多2路千兆乙太網,支持內部交換
2路控制器區域網(CAN)
串列介麵包括:6路UART,2路McASP,5路McSPI,3路I2C,1路QSPI,1路HDQ或1-Wire
2個12 位逐次逼近寄存器(SAR)ADC
最多3路32位eCAP
最多3路eQEP
最多6路eHRPWM
加密硬體加速器 (AES,SHA,PKA,RNG)
Ⅹ 國產工業級交換機有哪些品牌比較好
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