时辰：2023-04-01 10:31:05
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1.1固件框架固件法式框架首要包罗装备初始化，处置规范USB装备要求和USB挂起时的电源办理等。法式框架操纵KeilC51编写，它是现成的间接能够或许或许或许或许或许或许编译为HEX文件的8051法式代码，操纵者只须要改写USB描写表，在一些牢固函数下增添功效代码，首要是EZ⁃USB芯片的初始化设置装备摆设和实现USB外设功效的代码。固件框架的流程图如图2所示[4]。复位后固件先初始化一些全局变量，尔后挪用初始化函数TD_Init（），该函数初始化USB装备到不设置装备摆设的状况，并翻开中断。轮回1s遏制一次装备重列举，直到端点0收到一SETUP包，尔后进入while轮回语句，起头TD_Poll使命处置函数。顺次履行以下历程：（1）TD_Poll（）用户使命调剂函数；（2）若是发明USB装备要求，则阐发该要求并履行；（3）若是收到USB挂起旌旗灯号，则挪用TD_Suspend（）挂起函数，内核挂起，直到呈现USB长途叫醒旌旗灯号，挪用TD_Resume（），内核叫醒，从头进入while轮回。固件框架包罗的文件如表1所示。
1.2固件代码编写USB固件法式首要的功效有2个：一是PC机的Windows体系能够或许或许或许或许或许或许检测与辨认呼应装备；二是数据的上传与下传。Cypress公司为EZ⁃USBFX2系列芯片供给的固件法式框架极大的简化了固件开辟。通俗的固件开辟只须要点窜用户调剂函数文件Periph.c与USB描写符列表文件Dscr.a51，这两个文件在KeilC51编程器中都可翻开。Periph.c文件中只须要点窜TD_Init（）与TD_Poll（）函数。在本设想中为了能遏制高速的数据传输，EZ⁃USB芯片接纳SlaveFIFO接口体例。此体例下，USB内核不到场数据的传输，以是TD_Poll（）函数不必写代码，设置成空函数便能够或许或许或许够或许或许或许了。如许USB固件法式的开辟首要使命便是改写TD_Init（）函数与USB描写符列表文件Dscr.a51。在本设想中设置装备摆设端点6传输标的目标为IN，传输体例为块传输，缓冲巨细设置为1024B，深度为2级，感化是上传收罗的数据。设置装备摆设端点2传输标的目标为OUT，传输体例为块传输，缓冲巨细设置为1024B，深度为2级，感化是下传FPGA的号令设置装备摆设参数。固件法式的编译操纵KeilμVision2集成编译环境，集成编译环境中包罗有C51编译器，A51汇编器等东西与调试器。代码中还需包罗头文件FX2.h与Fx2regs.h，库文件Ezusb.lib。对点窜后的代码遏制编译与链接，最初天生HEX文件。HEX文件可间接下载到EZ⁃USB中运转。HEX文件也可按照须要颠末历程CYPRESS公司供给的EZ⁃USBFX2固件开辟包中的Hex2bit.exe操纵东西天生IIC文件，IIC文件用于烧写到EEPROM中。
2固件法式的装载
CY7C68013A芯片集成加强型8051内核，外部无ROM等永远性存储器，每次上电后须要从头将固件法式载入到片内RAM中。EZ⁃USBFX2固件法式有3种加载体例：（1）若是不片外存储器毗连到EZ⁃USBFX2上，或所读取的首字节不是0xC0或0xC2，则芯片列举为缺省的USB装备，此中描写符，VID，PID由芯片外部硬件逻辑供给。尔后固件法式与描写符表由主机下载，EZ⁃USBFX2起头履行下载的代码，起首摹拟物理电路的断开与毗连，此时EZ⁃USBFX2将再次遏制装备列举，这称为重列举，重列举将按照下载的代码对装备遏制从头界说。（2）若是USB检测到一个E2PROM，其首字节为0xC0时，芯片也列举为缺省的USB装备，但VID与PID值将尔后EEPROM中读取，USB描写符由芯片外部供给。这类情势称为“C0”加载。主机按照读得的VID与PID值，由固件下载驱动法式将指定的固件法式下载到EZ⁃USBFX2，尔后再重列举。（3）若是USB检测到一个E2PROM，其首字节为0xC2时，固件法式将尔后E2PROM中主动下载到FX2芯片上，CPU颠末历程复位后运转下载的法式代码。这类情势称为“C2”加载。此中第一种体例首要是开辟阶段操纵，它须要主机上有CYPRESS公司供给的开辟软件USBCONTROLPANEL，每次手动将法式下载到USB上。第二种体例须要开辟者别的再编写一个固件下载驱动法式，并且也须要在电路中外加一小容量的E2PROM。第3种体例是将固件法式烧写到E2PROM中，每次上电主动加载，这类体例简略间接。本设想接纳第3种体例。
3驱动法式及INF文件的编写
装备驱动法式是操纵法式和硬件之间的毗连，操纵法式颠末历程驱动法式与装备通讯，数据互换，从而取得数据和对装备遏制节制。CYPRESS公司为EZ⁃USBFX2供给一通用的驱动法式CYUSB.SYS，其功效完全，操纵者不须要点窜间接操纵[5]。USB装备都具备一个VID和PID，此处的VID和PID与在固件法式转载阶段的值差别，这两个值是用来装置装备驱动法式的，VID和PID放到装备描写符表中，颠末历程装备要求读入到Windows体系中。同时，Win⁃dows操纵体系颠末历程INF文件将一VID和PID绑定到某一装备驱动法式。当装备毗连到主机上时，读得装备的VID和PID，颠末历程存储在INF文件中的信息找到装备驱动。尔后，Windows会将装备的VID和PID值保管到注册表，装备再次毗连时，体系就会在注册表中查找装备驱动法式信息。详细操纵体例是将驱动装置的模板INF文件的MODEL节中的VID与PID值点窜成与USB装备的VID和PID值不异。呼应STRING节中也点窜。
4与操纵法式的接口
图3是驱动法式流程图，从图中能够或许或许或许或许或许或许看到功效驱动法式的地位。用户颠末历程一种规范的体例挪用WIN32API函数来拜候硬件，不必斟酌若何节制硬件的详细细节。USB开辟历程首要应晓得操纵法式挪用驱动法式的接口函数，以下先容，操纵法式间接挪用这些函数来实现与硬件装备的数据互换。CREATEFILE颠末历程装备名翻开装备，取得装备句柄，有装备句柄便能够或许或许或许够或许或许或许读写装备。颠末历程下面语句取得装备句柄。DEVICEIOCONTROL读写节制装备，操纵法式挪用此函数并加以差别的I/O节制码参数，实现操纵法式与驱动法式将的数据互换。首要用到的I/O节制码有：IOCTL_EZUSB_BULK_READ该节制码从指定的批量管道中读取数据。读操纵梗阻挪用历程，直到数据通报实现。IOCTL_EZUSB_BULK_WRITE该节制码向指定的批量管道中写入数据。写操纵梗阻挪用历程，直到数据通报实现。CLOSEHANDLE颠末历程句柄封闭装备，装备要求实现后颠末历程此函数封闭。
1.1DAC与滤波缩小单元DAC与滤波缩小单元用于将数字旌旗灯号转换为摹拟旌旗灯号，并实现对旌旗灯号的调度、幅度调度与功率缩小功效。其硬件电路如图2所示。该单元由3局部电路组成，别离是DAC芯片电路、无源滤波电路和差分缩小电路。DAC芯片为ADI公司出产的高机能、低功耗CMOS数模转换芯片AD9762，AD9762为12位分辩率，撑持最高125MS/s的更新速度。该芯片操纵5V、3.3V可选单电源供电，最高功耗175mW，2mA～20mA差分电流输出，负载RLOAD为100Ω时输出电压规模为0.2V～2V[2]。FSADJ引脚毗连外接电阻RSET，用于满量程电流输出调度。REFIO引脚用于基准电压VRFE输出/输出，挑选外部1.2V基准电源时颠末历程一个0.1μF电容与摹拟地毗连。其差分输出电压VDOUT与输出的12位数字代码（DCODE）的干系式为。无源滤波电路由电感与电容组成遏制频次为20MHz的7阶巴特沃斯低通滤波器，用于旌旗灯号整形和消弭毛刺搅扰。差分缩小电路以全差分缩小器AD8476为焦点组成，用于将颠末历程无源滤波电路的摹拟差分旌旗灯号遏制增益调度和功率缩小。AD8476是一款功耗极低的全差分紧密缩小器，其带宽为6MHz，操纵±5V电源供电时的输出电压规模为-4.845V～4.82V[3]。检测鼓励旌旗灯号的峰峰值为4.3V和6.2V，而DAC的输出峰峰值电压为2V，是以差分缩小电路的增益该当大于3.1，如许能力使得鼓励天生通道的输出旌旗灯号幅值合适检测须要。斟酌到DAC的转换效力和能够或许或许或许或许或许存在的偏差，可设想差分缩小电路具备两个略大于满幅度输出的增益值。图2中操纵外部扩大电阻R1～R6组成反应电阻收集，此中R1=R2=10kΩ为输出电阻，R3=R6=24kΩ、R4=R5=33kΩ为两组反应电阻。该电路的增益值别离为A1=R3/R1=2.4，A2=R4/R1=3.3。为了进步检测接口的主动化水平，操纵1个2路2：1电子开关ADG736用于两组反应电阻的切换，颠末历程改变其节制端IN1和IN2的电平逻辑，实现开关举措。ADG736操纵5V供电时，导通电阻RON为2.5Ω，带宽大于200MHz，颠末历程峰值电压为5V。
1.2二线接口与夹杂电路单元二线接口与夹杂电路单元用于为旌旗灯号鼓励与数据收罗供给对外二线接口和实现收发旌旗灯号的双工传输。其硬件电路如图3所示。二线接口电路由电压比为1的变压器和电阻RS1、RS2和电容C9、C10组成，用于供给检测电路对外的二线接口，实现领受与发送旌旗灯号的传输，同时能够或许或许或许或许或许或许断绝外部直流旌旗灯号。RS1、RS2用于与线路负载阻抗婚配并断绝远端反射和供给线路的能量互换，电容C9、C10用于配合组成鼓励发送端扩大滤波电路。夹杂单元的功效是一阶摹拟回波对消，用于对消本地发送旌旗灯号。图2中R7～R10为输出电阻，同时与C3～C8组成一阶低通滤波器。两个仪表缩小器AD8429用于将二线平衡旌旗灯号转换为单端旌旗灯号。AD8429为低噪声、高精度仪表缩小器，其增益为1时增益精度为0.02%、CMRR为80dB、带宽为15MHz，操纵±12V电源供电时其输出电压规模为-10.1V～10.7V，操纵单个增益节制电阻RG能够或许或许或许或许或许或许节制其增益规模为1～1000，其增益节制干系为G=1+6kΩ/RG[4]。LT6600-10将一个全差分缩小器与一个近似切比雪夫(Chebyshev)频次呼应的四阶10MHz低通滤波器集成在一路。芯片为低噪声全差分输出/输出缩小器，外部集成两个运算缩小器、电阻电容收集，组成1倍增益缩小电路和一个10MHz低通滤波器，操纵±5V电源供电时其输出电压规模可到达±5V。若线路电阻RS与负载电阻RL完全婚配，则第二个AD8429的增益值为2时，夹杂电路的输出U′3=U3。斟酌到阻抗失配景象的遍及存在，是以挑选电位器作为第二个AD8429的增益节制电阻，在线路阻抗失配的前提下，颠末历程调度增益节制电阻来实现夹杂单元消弭近端旌旗灯号的目标。按照前文所述，能够或许或许或许或许或许或许取得夹杂电路输出旌旗灯号U′3与二线输出旌旗灯号U3比值跟增益节制电阻RG之间的干系。是以只要晓得RG的值，便能够或许或许或许够或许或许或许颠末历程式(5)切确地对颠末历程夹杂单元形成的输出旌旗灯号幅值的线性偏差遏制批改。为了进步检测接口的主动化水平和实现对RG值的及时感知，挑选数字电位计AD5272作为第二个AD8429的增益节制电阻。AD5272为1024位分辩率、1%电阻容差偏差、I2C接口和50-TP存储器数字变阻器，最大阻值为20kΩ，可操纵5V电源供电[6]，其阻值调度步长为1.95Ω。
1.3旌旗灯号调度与ADC单元旌旗灯号调度与ADC单元用于将夹杂电路输出的摹拟差分旌旗灯号转换为输出旌旗灯号并输出到FPGA，该局部为数据收罗的焦点单元，其硬件电路如图4所示。由于被测旌旗灯号的最高频次不跨越2.048MHz，按照奈奎斯特采样定理，操纵4.096MHz采样速度遏制采样便能够或许或许或许够取得旌旗灯号完全的信息，可是在工程中，凡是操纵5～10倍速度遏制采样。是以ADC挑选12位、10MS/s采样速度模/数转换器AD9220，其为+5V单电源供电，70dB信噪比，86dB无杂散静态规模，内置片内高机能、低噪声采样坚持缩小器和可编程基准电压源，并具备满量程输出唆使功效[7]。操纵1V基准电压时其输出规模为2V(峰-峰值)。旌旗灯号调度电路该当具备抗混叠滤波和旌旗灯号幅度调度的功效。该电路挑选全差分缩小器AD8476组成，斟酌到检测时输出旌旗灯号的幅值大于ADC的输出规模，是以挑选其输出电阻为10kΩ，挑选数字电位器AD5272为反应电阻RF，则其增益值G4=RF/10kΩ，电路的增益值为0.0002～2可调。缩小器输出颠末2个100Ω电阻和2个电容组成的低通滤波器后送至ADC。同时，AD8476以ADC的基准电压VREF为共模参考电压。
1.4FPGA单元FPGA单元以Xilinx公司的FPGA芯片XC3S400为焦点电路组成，其法式存储芯片为XCF02S，操纵40MHz有源晶振，5V电源供电，操纵稳压芯片供给电路所需的3.3V、2.5V和1.2V电源。USB接口作为微处置器经常操纵的外部总线接口，今朝已取得了遍及的操纵[8]，是以斟酌选用USB2.0接口作为FPGA与上位机之间的数据接口。同时接纳JTAG接口用于FPGA和其设置装备摆设芯片的法式烧写。对FPGA电路的设想、开辟手艺已较为成熟，本设想比拟与其他通用FPGA电路的设想并无怪异的处所，是以不再对FPGA单元遏制详细描写。
2FPGA法式设想
在检测接口电路的设想中，FPGA是检测接口电路的信息传输与节制单元的焦点，其可编程设置装备摆设能力和能够或许或许或许或许或许或许高速、并行处置数字旌旗灯号的能力是检测接口的矫捷性和进级性的关头。其外部法式操纵Xilinx公司的FPGA开辟环境ISE遏制设想并实现烧写。法式设想操纵模块化设想思惟，其布局表现图如图5所示，能够或许或许或许或许或许或许分USB传输、办理节制、DAC传输、输出增益节制、夹杂单元节制、旌旗灯号调度节制、ADC传输节制和增益弥补8个模块。下面就各个模块的功效别离遏制先容。(1)USB传输模块，用于颠末历程FPGA单元上的USB接口电路实现FPGA芯片与上位机的信息传输，具备USB电路的设置装备摆设功效，并实现规范USB旌旗灯号封装、解封装功效，将领受到的上位机旌旗灯号解封装为通明数据通报到办理节制模块和DAC传输模块，将办理节制模块、增益弥补模块输出旌旗灯号封装为规范USB旌旗灯号颠末历程USB接口电路传输到上位机。(2)办理节制模块，是全部法式的主控单元。该模块用于领受USB传输模块输出的节制旌旗灯号，对其他的通讯模块遏制节制，并输出检测电路的使命状况到USB传输模块，终究传输到上位机。同时用于节制其他模块的使命状况，领受夹杂单元节制模块、旌旗灯号调度节制模块、ADC传输模块输出的反应信息遏制使命状鉴定，按照夹杂单元节制模块、旌旗灯号调度节制模块反应信息节制增益弥补模块的弥补量。(3)DAC传输模块，在办理节制模块的节制下使命，领受USB传输模块输出的鼓励旌旗灯号，并将旌旗灯号转换为DAC芯片的数据输出旌旗灯号，同时为DAC芯片供给转换时钟。(4)输出增益节制模块，用于在办理节制模块输出的节制旌旗灯号下使命，按照须要颠末历程两路输出旌旗灯号IN1和IN2别离节制差分缩小电路的2个电子开关ADG736。(5)夹杂单元节制模块，用于在办理节制模块输出的节制旌旗灯号下使命，按照须要颠末历程输出I2C旌旗灯号节制夹杂单元的数字电位计AD5272的阻值，实现旌旗灯号夹杂功效，并将AD5272的阻值信息反应给办理节制单元。(6)旌旗灯号调度节制模块，用于在办理节制模块输出的节制旌旗灯号下使命，按照须要颠末历程输出2路I2C旌旗灯号节制旌旗灯号调度电路的2个数字电位计AD5272的阻值，实现旌旗灯号调度功效，并将2个AD5272的阻值信息反应给办理节制单元。(7)ADC传输模块，在办理节制模块的节制下使命，领受DAC芯片输出的采样数据，并将数据传输到增益弥补模块，同时为ADC芯片供给采样时钟。该模块同时领受ADC输出的满量程唆使旌旗灯号和数据输出唆使旌旗灯号，并通报给办理节制模块。(8)增益弥补模块，用于领受来自ADC传输模块的采样数据和办理节制模块输出的增益弥补信息，对ADC芯片采样取得的旌旗灯号遏制增益弥补，实现检测旌旗灯号的完全性。
2软件设想
本接口设想选用开辟环境MDK，在MDK环境下能够或许或许或许或许或许或许操纵C/C++便利地开辟Cortex－M3的操纵法式．与其他开辟法式比拟，MDK具备入门轻易、操纵便利，并在调试法式、软件仿真方面也有很壮大的功效．以太网收发数据法式流程如图3所示．主法式颠末历程查问的体例发送数据，接纳颠末历程鉴定函数前往值体例是不是领受到数据，若领受到数据，颠末历程指针把数据包通报给下层的LwIP和谈栈遏制处置，实现数据包的收取．收发数据主法式首要包罗体系及外设的初始化、以太网节制器的初始化、发送数据、领受数据和操纵处置等局部．
2．1STM32库STM32库是由ST公司针对STM32供给的函数接口，即API(ApplicationProgramInterface)，开辟者能够或许或许或许或许或许或许挪用这些库函数接口来设置装备摆设STM32的寄放器，使开辟职员得以离开最底层的寄放器操纵，有开辟速度快、易于浏览、掩护本钱高等长处．实际上，库是架设在寄放器与用户驱动层之间的代码，向下处置与寄放器间接相干设置装备摆设，向上为用户供给平设置装备摆设寄放器的接口［3］．本设想接纳最新的STM32的3．5版库文件，绝对以往版本的库文件兼容性更好．
2．2LwIP和谈栈要实现TCP/IP和谈栈，代码能够或许或许或许或许或许或许自行编写，但通俗城市移植加倍不变良好的代码．LwIP是LightWeightInternetProtocol的缩写，是由瑞士计较机迷信院AdamDunkels等开辟的合用于嵌入式范畴的轻量级TCP/IP和谈栈，它能够或许或许或许或许或许或许移植到含有操纵体系的平台中，也能够或许或许或许或许或许或许在无操纵体系的平台下运转．由于其开源，占用的RAM和ROM比拟少，撑持较为完全的TCP/IP和谈，且很是便于剪裁、调试，被遍及地操纵于中、低真个32位操纵平台［4］．该和谈栈供给了一组API函数操纵法式挪用，编程便利［5］．LwIP颠末历程pbuf成立了与底层硬件收发数据包的数据布局，能够或许或许或许或许或许或许实现数据的办理;netif布局体则保管了网卡地点、IP地点、网关等设置的这些信息．下面例举局部LwIP_Init()函数，其首要功效是初始化LwIP和谈栈，首要是把ENC28J60与LwIP毗连起来，包罗IP，MAC地点，接口函数。
3仿真与操纵
MDK仿真东西壮大，本设想软件调试局部操纵MDK软件针对STM32遏制仿真，履行工程中的代码．仿真成果以下图4所示．组成收集操纵的软件有差别的布局，有B/S布局(浏览器/办事器)和C/S(客户端/办事器)．本收集接口设想中HTTP办事器其是基于B/S布局的，用户运转操纵法式时颠末历程拜候Web挪用办事器的操纵法式，并颠末历程浏览器把成果显现给用户．该以太网接口操纵于校园能耗监控体系中，以是设想出一款能够或许或许或许或许或许或许长途节制LED灯亮灭的简略操纵，其运转成果如图5所示．
1.1取得受权许可此阶段的目标是为了取得受权许可，规范界说的四种根基受权许可范例别离为受权码、隐式、资本具备者口令凭据和客户端凭据，别的用户能够或许或许或许或许或许或许自界说扩大的受权许可范例。受权历程中须要操纵两个办事接口：受权接口和令牌接口，客户端操纵受权接口颠末历程用户重定向从资本具备者取得受权，别的客户端操纵令牌接口来取得拜候令牌。为了取得受权许可，客户端须要在HTTP要求中加入所需的参数并将要求发往受权接口，这些参数包罗response_type、client_id、redirect_uri、scope和state。client_id是一个唯一无二的客户端标识符，在客户端注册时颁发客户端标识符，同时还颁发客户端秘密（client_secret），客户端标识符不能零丁用于客户端认证。redirect_uri是重定向接口，客户端注册时须要设置该接口，受权办事器颠末历程操纵重定向接口将资本办事器用户回送到客户端。scope是拜候要求的感化域，若是客户端疏忽该值，受权办事器必须操纵预界说的默许感化域。state被客户端用于掩护要求状况。当受权许可范例是受权码时，response_type参数的值必须为code。当受权码范例是隐式时，response_type的值为token。当受权码范例为资本具备者口令凭据时，response_type的值为psword，客户端必须向办事器提交客户标记、客户端标识符和客户端秘密。当受权码范例为客户端凭据时，客户端只须要将值为client_credentials的response_type参数发送。当客户端操纵受权码许可范例且资本具备者核准受权要求，须要在给客户真个应对中颁发受权码，应对中能够或许或许或许或许或许包罗的参数有code和state。code是受权办事器天生的受权码，为了降落宁静危险，受权码必须在颁发后尽快生效，规范中保举受权码最大保存时辰为10min。在客户端受权要求时如指定了state，则受权办事器的应对中state必须与从客户端领受到的值坚持分歧。若是客户端操纵其他三种客户端凭据范例将在此步骤间接取得拜候令牌。OAuth2.0比拟OAuth1.0做了较大简化，比方在OAuth1.0中须要向办事接口发送由HTTP要求URL和其他参数计较而来的署名值，而在OAuth2.0中不再计较署名，别的，OAuth2.0也打消了oauth_timestamp和oauth_nonce两个参数。同时，OAuth2.0对认证历程中的数据传输失密性提出了更高的要求，强迫操纵TLS来保障数据宁静。
1.2取得拜候令牌受权码范例客户端取得受权许可后，须要向受权办事器发送HTTP要求以取得拜候令牌。HTTP要求包罗以下参数：grant_type、code、redirect_uri和client_id。当平台操纵受权码许可范例时，grant_type值必须为“authorization_code”。code参数值是在受权许可步骤中从受权接口取得的受权码。redirect_uri和client_id与前一步骤不异。受权办事器收到HTTP要求后，须要对客户端遏制认证，并考证受权码正当性。若是颠末历程受权码正当性考证，受权办事器须要向客户端发送应对，颁发拜候令牌access_token和可选的革新令牌refresh_token。别的，应对中能够或许或许或许或许或许还包罗token_type和expires_in参数，此中token_type参数是拜候令牌范例，expires_in参数来指定拜候令牌的有用期。
1.3拜候受掩护资本客户端颠末历程向资本办事器出示拜候令牌来拜候受掩护资本，资本办事器需查抄拜候令牌，确保拜候令牌正当。若是拜候令牌正当则通俗受理拜候要求，若是令牌过时，则要求客户端从头取得拜候令牌。若是在此之前受权办事器已向客户端颁发过革新令牌，则操纵革新令牌来取得新的拜候令牌。
2.OAuth2.0客户端认证接口实例
本文以某交际平台受权机制为例，阐发OAuth2.0客户端注册和认证的流程，并以CocoaTouch为根本实现了认证客户端。
2.1客户端注册第三方开辟职员在设想新的客户端之前须要在官方网站上注册操纵，注册信息包罗操纵称号、操纵平台、操纵先容等，注册胜利尔后将取得AppKey和AppSecret，这两个字符串别离对应client_id和client_secret参数。
2.2办事接口开放平台供给了多少办事接口（API），与OAuth2.0认证相干的办事接口有五个，此中两个API接口将鄙人文中操纵到，别离是要求受权和取得受权。要求受权用于图1流程中第1、2步骤，地点。取得受权用于图1流程中第3和第4步骤，地点/oauth2/access_token。
2.3客户端实现及宁静斟酌为了便于认证客户真个实现，能够或许或许或许或许或许或许界说一个OAuth2Utility类，下面是类中几个首要的体例。(void)authorizationRequest;//要求取得受权(void)authorizationResponse:(NSString*)authorizationCodeclientState:(NSString*)state;//客户端领受到受权许可(void)accessTokenRequest:(NSString*)authorizationCodegrantType:(NSString*)type;//操纵受权许可要求拜候令牌(void)accessTokenResponse:(IHTTPRequest*)request;//客户端领受到拜候令牌在挪动客户端API中，要求拜候受权须要提交的参数包罗client_id、response_type和redirect_uri，如须要撑持挪动客户端html5特征，需提交参数display，并将该值设置为“mobile”。一切参数须要操纵x-www-form-urlencoded格局遏制编码，并颠末历程HTTPGET/POST体例发送。比方操纵受权码范例的客户端发送的HTTP要求能够或许或许或许或许或许。RFC6749规范界说的四种规范受权许可范例中，受权码许可被遍及撑持，而在隐式许可范例中，拜候令牌作为重定向URI的一个局部间接前往给客户端，不颁发革新令牌。资本具备者口令凭据许可范例和客户端凭据许可范例由于存在庞大的宁静危险，通俗只在出格的场所下操纵。开放平台的要求受权办事接口将受权码颠末历程用户发还给客户端，在本例中办事接口发还客户真个HTTP应对能够或许或许或许或许或许或许，URL中的code值便是受权码。不少办事接口并不完全遵守规范的要求遏制设想，比方本文的例子，轻易形成良多宁静隐患。Homakov［5］操纵跨站要求捏造（CSRF）进犯来不法拜候第三方资本，进犯者能够或许或许或许或许或许或许操纵这个被挟持的账号持续挟持其他网站的账号［6］。别的，进犯者还能够或许或许或许或许或许或许操纵预测受权码、歹意客户端受权、受权码垂钓、用户会话仿照等体例来取得受权码。搜狐微博OAuth2.0受权曾由于设想不妥，被发明在取得受权码的时辰不前往state参数而形成宁静隐患。为了躲避宁静危险，倡议办事接口设想时应采取state参数，并在客户端注册时代操纵完全的重定向URI［7］。别的，为了削减受权码重放进犯带来的危险，该当尽能够或许或许或许或许或许耽误受权码的有用期。客户端取得受权码尔后便能够或许或许或许够或许或许或许向取得受权办事接口要求互换拜候令牌，互换拜候令牌须要提交的参数包罗client_id、client_secret、grant_type，若是grant_type范例为受权码时，还必须提交code和redirect_uri参数。一切参数颠末编码尔后，颠末历程HTTPPOST体例发送到取得受权办事接口。HTTP发送的数据能够或许或许或许或许或许或许。取得受权办事接口对客户端提交的参数遏制考证，如考证颠末历程则向客户端发送应对，应对中包罗access_token、expires_in、remind_in和uid。access_token是颁发的拜候令牌。expires_in是令牌有用期，令牌有用期取决于令牌泄露的危险，由很多差别的身分决议。该平台为几种客户端别离设置了差别的令牌有用期，比方测试客户真个有用期为1d，通俗客户端为7d。remind_in行将烧毁，现已操纵expires_in取代remind_in。uid是尔后受权用户的编号。办事接口应对数据接纳JSON编码，JSON是一种基于Javcript轻量级的数据互换格局。客户端须要操纵JSON的开辟库来赞助解读JSON格局数据。客户端取得拜候令牌尔后便能够或许或许或许够或许或许或许操纵令牌拜候资本，比方读取大众信息或发信息等。以读取大众信息为例，客户端向大众信息办事接口提交拜候令牌便能够或许或许或许够取得最新的200条大众信息，客户端能够或许或许或许或许或许或许颠末历程提交参数count来设置单页前往记实的条数。客户端颠末历程HTTPGET提交数据，前往的数据操纵JSON格局编码。
2.4客户端测试本例中客户端操纵平台为iOS，客户端在MacOSX10.8.3体系和Xcode4.6.2开辟环境下测试颠末历程。图2是客户端运转的成果截图。
2LVDS高速数据接口实现
2．1LVDS接口硬件电路设想由于趋肤效应和介质消耗，高速旌旗灯号在传输历程中会衰减。是以，当传输间隔较永劫，常常要操纵电缆驱动器和平衡器来保障高速数据传输的切确性。电缆驱动器将旌旗灯号以最大功率耦合到电缆上［4］，耽误旌旗灯号的传输间隔，电缆平衡器能够或许或许或许或许或许或许对传输的旌旗灯号遏制高频弥补，以致到达规范逻辑电位。本设想中，LVDS串行器/解串器别离选用TI公司的SN65LV1203和SN65LV1224，旌旗灯号驱动器/电缆平衡器别离选用NS公司的CLC001和CLC014。LVDS接口电路布局如图2所示，采编存储器的FPGA节制LVDS串行器将10bit并行数据转换成差分串行数据，再颠末历程电缆驱动器将旌旗灯号耦合到电缆上。空中测试台的电缆平衡器对领受到的旌旗灯号遏制高频弥补尔后通报给解串器，解串器按照参考时钟将差分串行数据转换成10bit的并行数据，由FP-GA遏制后续的处置。
2．2FPGA逻辑节制LVDS数据领受由于CPCI接口传输的时钟和LVDS数据领受电路的时钟不婚配，为了保障数据传输的靠得住性，在编写VHDL说话法式时FPGA外部挪用一个异步时钟节制的缓存FIFO［8］IP核来对领受到的LVDS高速数据遏制缓存，如图2所示。上位机颠末历程设置装备摆设PCI9054的传输计数寄放器，将一次DMA传输的数据量设置为2kbyte。写FIFO的时钟为18．432MHz，读FIFO的时钟为36．864MHz，当FIFO内数据量到达2kbyte时，FPGA当即告诉上位机启动一次DMA传输。经计较，从FIFO内读走2kbyte数据约莫耗时54μs，在这个时辰段内写入FIFO的数据量约莫为1kbyte，以是，当DMA传输竣事时，FIFO内数据缺乏2kbyte，上位机直到FIFO内数据量再次到达2kbyte时才会启动下一次的DMA传输。为了防止PCI9054不能当即履行DMA传输而致使FIFO数据溢出，FIFO容量要大于2kbyte。本设想中挑选容量为4kbyte的FIFO，经历证，不会呈现FIFO溢呈景象。
3CPCI局部总线接口实现
实现CPCI接口和谈通俗有两种体例。此中一种体例为:操纵FPGA实现接口逻辑。这类体例固然能够或许或许或许或许或许或许充实操纵FPGA的资本，减小本钱，但PCI逻辑很是庞杂，靠得住性不能取得保障，且开辟周期长。别的一种体例为:接纳公用的PCI接口节制芯片。公用接口芯片功效壮大，机能不变，设想便利，很大水平上削减了设想者的使命量，耽误了开辟周期。以是，本设想中挑选操纵PCI9054接口节制芯片与FPGA配合使命的体例来实现CPCI局部总线接口通讯。
3．1EEPROM的设置装备摆设在Windows环境下，为有用办理多块CPCI板卡资本，实现多卡协同使命。颠末历程设置EEPROM设置装备摆设选项中的ClassCode/REV值，处置操纵统一驱动环境下，多块CPCI板卡辨认题目。空中测试台含信源卡和接口卡两块CPCI功效板卡，图3为接口卡的EEPROM设置装备摆设文件截图，各板卡须要设置差别的ClassCode/Rev(图中白色选框局部)，上位机法式颠末历程辨认差别的ClassCode/Rev到达节制差别板卡的目标。ClassCode/Rev为一个32bit数据，划定高8bit作为差别板卡辨别标记，低24bit保留。此中D31～D28功效标识，辨别是不是为信源卡、接口卡等功效卡。D27～D24数目标识，辨别尔后功效卡的数目，详细束缚以下表1所示。
3．2CPCI局部总线实现体例
3．2．1PCI9054使命情势挑选PCI9054总线节制芯片有3种使命情势，即M情势、C情势、J情势。此中，C情势最为简略，近似于单片机的使命体例，它的地点线和数据线分隔操纵，能够或许或许或许或许或许或许很便利地节制本地时序。以是本设想中PCI9054使命于C情势，由FPGA逻辑节制本地时序来实现CPCI局部总线与功效板卡之间的通讯。
3．2．2CPCI总线拜候本地总线PCI9054的拜候体例挑选DMA体例。PCI9054作为主控装备，颠末历程外部的DMA节制器来实现局部总线上数据与CPCI总线上数据的传输。在DMA拜候体例下，一个总线周期的时序如图4所示。当CPCI总线拜候本地总线时，PCI9054外部的DMA节制器收回LHOLD旌旗灯号来要求节制局部总线，当其收到呼应旌旗灯号LHOLDA后，才取得局部总线的节制权。当ADS#旌旗灯号有用时，局部总线上的地点旌旗灯号LA为有用地点;当BLAST#旌旗灯号有用时，代表一次单周期拜候开启;READY#为本地总线的状况反应旌旗灯号，只要当其有用时，表现本地总线已筹办好，能力够或许或许或许或许遏制拜候;当LW/R#为高时，代表单周期拜候为写操纵，当LW/R#为低时，代表单周期拜候为读操纵。在本设想中，FPGA颠末历程辨认地点旌旗灯号LA来鉴定详细的操纵范例。当上位机向接口卡下发节制号令时，为CPCI总线到本地总线的数据传输，详细的使命流程为:当上位机下发号令时，启动一次单周期写拜候，同时下发特定的写地点LA1，FPGA反应READY#旌旗灯号，并鉴定到LW/R#旌旗灯号为高，即得悉上位机要下发数据，便从该特定地点LA1将号令代码读出，遏制解码尔后将号令下发给采编存储器。当接口卡向上位机传输LVDS高速数据时，为本地总线到CPCI总线的数据传输，详细的使命流程为:当图1中所示的LVDS数据缓存FIFO内数据量到达2kbyte，启动一次DMA传输，即一次DMA传输将2kbyte的数据上传给上位机遏制及时显现与处置。上位机颠末历程下发特定地点旌旗灯号LA2来向FPGA查问FIFO内数据量是不是到达2kbyte，一旦其取得缓存FIFO内数据量知足要求的信息，当即启动一次单周期读拜候，并向FPGA下发数据传输地点LA3，FPGA反应READY#旌旗灯号，并鉴定到LW/R#旌旗灯号为低，便将LVDS数据颠末历程地点LA3上传给上位机。
4设想考证
将信源卡和接口卡别离插到背板上的2号和3号物理槽中，1号物理槽为体系槽，翻开计较机体系，装置驱动尔后，两块功效板卡均能够或许或许或许或许或许或许被辨认。别离对两块板卡遏制操纵，均能实现各自的功效且互不影响，申明EEPROM的设置装备摆设准确可行。以接口卡为例，用Chipscope来监测CPCI总线对本地遏制读、写操纵的实际历程，图5和图6别离为单周期读拜候时序截图和单周期写拜候截图。如图5所示，当FIFO内数据量到达2kbyte时，旌旗灯号f_fifo_hf变高，此时启动一次单周期读拜候，LW/R#为低，颠末历程地点0008h将数据87h上传给上位机。现及时序与第3节先容的本地总线向CPCI总线传输数据的现及时序分歧，对领受到的数据文件遏制阐发，数据布局完全，数据包计数持续，不丢数景象，考证了本设想中本地总线向CPCI总线传输数据的准确性。如图6所示，上位机向FPGA下发节制旌旗灯号，此时启动一次单周期写拜候，LW/R#为高，FPGA颠末历程地点0004h取得号令代码67h。实际通讯时序与第3节先容的CPCI总线向本地总线传输数据的现及时序分歧，且号令下发准确，考证了本设想中CPCI总线向本地总线传输数据的准确性。
带有I2C总线接口的器件能够或许或许或许或许或许或许很是便利地将一个或多个单片机及器件组成单片机体系。固然这类总线布局不并行总线那样大的吞吐能力，但由于毗连线和毗连引脚少，是以其组成的体系价钱低、器件间总线毗连简略、布局松散，并且在总线上增添器件不影响体系的通俗使命，体系点窜和可扩大性好。即便有差别时钟速度的器件毗连到总线上，也能很便利地肯定总线的时钟。
现在，为了进步体系的数据处置精度和处置速度，在家用电器、通讯装备及各类电子产物中已遍及操纵DSP芯片。但大大都的还不供给I2C总线接口，本文将先容一种基于CPLD的已实现的高速DSP的I2C总线接口计划。
图1I2C总线接口电路布局
1I2C通讯和谈
I2C总线是一种用于IC器件之间的二线制总线。它颠末历程SDA（串行数据线）及SCL（串行同步时钟线）两根线在连到总线上的器件之间通报信息，颠末历程软件寻址实现片选，削减了器件片选线的毗连。CPU不只能颠末历程指令将某个功效单元电路挂靠或摘离总线，还可对该单元的使命状况遏制检测，从而实现对硬件体系的扩大与节制。I2C总线接口电路布局如图1所示，I2C总线时序图如图2所示。
I2C总线按照器件的功效颠末历程软件法式使其可使命于发送(主)或领受(从)体例。总线上主和从(即发送和领受)的干系不是一成不变的，而是取决于数据通报的标的目标。SDA和SCL均为双向I／O线，颠末历程上拉电阻接正电源。当总线余暇时，两根线都是高电平。毗连总线的器件的输出级必须是集电极或漏极开路的，以具备线“与”功效。I2C总线的数据通报速度在规范使命体例下为100kbit／s，在疾速体例下，最高通报速度可达400kbit／s。
在数据通报历程中，必须确认数据通报的起头和竣事旌旗灯号（也称启动和遏制旌旗灯号）。那时钟线SCL为高电日常平凡，数据线SDA由高电平跳变为低电平则界说为“起头”旌旗灯号；当SCL为高电日常平凡，SDA由低电平跳变为高电平则界说为“竣事”旌旗灯号。起头和竣事旌旗灯号都由主器件发生。在起头旌旗灯号尔后，总线即被以为处于忙状况；在竣事旌旗灯号尔后的一段时辰内，总线被以为是余暇状况。
在I2C总线起头旌旗灯号后，顺次送出器件地点和数据，I2C总线上每次通报的数据字节数不限，但每个字节必须为8位，并且每个通报的字节后面必须跟一个承认位（第9位），也叫应对位（ACK）。从器件的呼应旌旗灯号竣事后，SDA线前往高电平，进入下一个通报周期。
2设想计划
本文以DSP芯片ADSP21992与时钟芯片PCF8583的节制接口为例，申明基于CPLD的I2C总线接口设想计划。
ADSP21992是2003年最新推出的160MIPS、带CAN通讯接口的合适于高精度产业节制和旌旗灯号处置的高机能DSP芯片。它带有48K片内RAM、SPORT通讯接口、SPI通讯接口、8通道14位A／D转换器和PWM等。
PCF8583是一款带有256字节静态CMOSRAM的时钟／日历芯片。地点和数据严酷按照双向双线制I2C总线和谈传输。内置地点寄放器在每次读／写后主动递增。
2．1体系布局设想
体系的根基功效是颠末历程CPLD的I2C总线接口实现ADSP21992（主控芯片）与PCF8583的数据互换。体系框图如图3所示。
体系首要由两个局部组成：一是DSP与CPLD的接口；别的一是I2C核。为了能在DSP指定的时辰读／写PCF8583的数据，操纵DSP的读写旌旗灯号、同步时钟和最高位地点节制数据的传输。最高位地点作为节制旌旗灯号是由于DSP的I／O口比拟少，必须优先供给给别的外设，是以用它来发生DSP供给给I2C核的片选旌旗灯号。而DSP的地点总线位数较多，最高位通俗操纵不到，如许恰好能够或许或许或许或许或许或许充实操纵资本。
2．2I2C核
I2C核道理表现图如图4所示。
全部I2C核由节制模块和I／O模块组成。此中，节制模块包罗节制旌旗灯号发生局部和时钟开关，I／O模块包罗数据缓存和同步时钟缓存。
当DSP的最高地点位呈现一个有用旌旗灯号时，便会使I2C核内的触发器发生一个全局使能旌旗灯号EN?熏它将会启动时钟、计数器和别的节制旌旗灯号，但数据不会呈现互换。若是此时DSP的读／写同步发生，则会启动呼应的读／写历程，遏制数据传输。
I2C核的关头手艺是：
①用计数器和全局使能旌旗灯号EN配合触发历程。
由于I2C核的片选旌旗灯号EN是由触发发生的，不能象电平旌旗灯号一样由DSP的I／O节制，是以只能颠末历程切确的计数器按时和读／写使能旌旗灯号配合辨别节制。
读／写使能旌旗灯号WR＿EN／RD＿EN也象EN那样由触发发生，是以也要用一样的体例辨别。
②同步时钟的发生。
从图2中能够或许或许或许或许或许或许看到，数据在同步时钟的高电平脉冲时必须坚持不变，若是此时发生变更将会被视为一个节制旌旗灯号，而通讯也会被中断。是以，同步时钟的高电平脉冲必然要在有用数据的中心呈现。而所需的节制旌旗灯号必须在同步时钟正脉冲的时辰呈现。
③对数据总线遏制三态设置。
由于SDA和DSP＿DATA都是双向数据线，在写SDA和DSP＿DATA的历程中必须设置高阻态，不然会呈现数据线状况“不肯定”。
图5I2C核使命时序图
2．3DSP与CPLD的接口模块
按照DSP的时序，DSP与CPLD之间必须按照两边（ADSP21992和PCF8583）的时序拟定一个握手和谈。当读法式时，由于I2C总线和谈只能撑持最高400kbit／s的传输速度，而DSP的同步时钟可达几十兆赫。是以，DSP必须比及I2C核把PCF8583的数据读到CPLD后能力取得准确的数据（这里能够或许或许或许或许或许或许颠末历程设立一个忙标记来实现）。而当写法式时，为了节俭CPLD的资本（数据缓存出格占用资本），能够或许或许或许或许或许或许设置DSP按时输出数据给I2C核，让I2C核的一次只送一个数据。
2．4硬件设想
此I2C核可外挂多个带有I2C总线接口的芯片，能够或许或许或许或许或许或许颠末历程发送差别的器件地点来挑选。SDA和SCL线必须接上拉电阻。别的，同步时钟不能太高，不然会影响数据传输的不变性。
2．5时序
（1）I2C核时序
以写为例，I2C核时序如图5所示。
（2）PCF8583时序
PCF8583的数据是8bit一个存储单元，共256个字节，以是只须要8位地点，并且器件自身有两种寻址体例：一种是从指定地点起头递增寻址，别的一种是从首地点起头递增寻址。两种寻址体例的时序是不一样的，如图6所示。
图6PCF8583时序图
跟着收集的成长，收集带这的增添，上彀速度将愈来愈快。人们也不再仅限于上彀，在寻求上彀的同时打收集德律风，实现与网友的彼此互换。今朝人们很大水平上依靠于传统的ISDN上彀，且在尔后一段时辰内，这类依靠不会发生很大变更。其于这类状况，设想了针对企业的上彀装备（简称“企业上彀装备”），它实现了企业上彀的同时又可打收集德律风两重功效。企业上彀装备的全体实现计划如图1所示。
“企业上彀装备”一端毗连ISDN网，颠末历程ISDN毗连Internet，别的一端颠末历程以太网互换机芯片毗连用户真个以太网。别的在用户端颠末历程POTS德律风机接口毗连两部德律风机。
通俗德律风拨打和领受收集话音，必须颠末历程POTS接口能力遏制。POTS接口是能够或许或许或许或许或许或许毗连通俗德律风与ISDN的接口装备，它能使两部德律风同时上彀并与别的德律风通讯。本文对POTS接口遏制论述。
1POTS接口
要实现通俗德律风机与ISDN遏制毗连，须要特地的接口（POTS）电路，这个接口电路该当具备馈电、过压掩护、振铃、监督、编解码、旌旗灯号音发生器等功效。此中，旌旗灯号发生器发生各类旌旗灯号音，可颠末历程硬件或软件体例来实现。若用软件实现，则将这些旌旗灯号音遏制抽样、量化、编码成PCM数字旌旗灯号后存在一个只读存储器中，尔后再周期反复地读出这些值便能够或许或许或许够或许或许或许取得数字旌旗灯号音。接口电路首要为用户接口电路（SLIC）、编解码和滤波器（CODEC），它相称于用户音频旌旗灯号处置接口电路（SLAC）、DTMF电路。
1.1POTS组成
POTS接口接纳LUCENT的L8576（SLIC）、L8503（CODEC）、掩护保险丝、可编程逻辑器件GAL16V8D及MOTOROLA的MC145436（DTMF）。道理方块图如图2所示。
1.2功效描写
（1）SLIC：SLIC是用户线接口，它是CODEC与外接话机环路的中心接口。它具备以下功效：
·铃流旌旗灯号。能供给话机振铃所需的铃流，它是一负高压互换旌旗灯号。
·摘挂机检测旌旗灯号。它供给话机摘挂机时的微处置器检测旌旗灯号，微处置器按照该旌旗灯号的变更来辨别出话机的摘挂机环境。
·语音旌旗灯号接口。它具备与CODEC与DTMF相连的摹拟语音旌旗灯号接口，实现从话机到CODEC与DTMF或从CODEC到话机的摹拟语音旌旗灯号毗连；它是话机与CODEC接洽的间桥梁。
·用户线接口，毗连话机。
本设想接纳LUCENT的L8576B芯片，它是具备PLCC封装44只引脚的双用户线接口电路。每路能供给直流馈电、环路监督和铃流旌旗灯号，它含有两路SLIC通道，可外接两部德律风。该芯片内含铃流发生电路，振铃电源为-65V。
除铃流及馈电功效外，L8576B还供给了领受和发送通道、摘机检测、振铃中断输出功效。别的，它还具备温度掩护功效。
掩护：L8576B除温度掩护外，还具备过压掩护功效，对通俗的过压保双仅需在TIP和RING端串接电阻便可。可是，为了防止线路短路或雷击而破坏器件，则必须外加掩护器件（L7591）。
TIP/RING驱动：L8576B有TIP/RING驱动电路，其输出为PT/RP。在通俗通话体例下，驱动器限流为24mA以下，振铃时则回升到约莫85mA。
（2）CODEC：操纵编解码器、滤波器实现语音旌旗灯号的A/D与D/A变更，其PCM接口与外部U接口相接，而摹拟口与SLIC相接。
本计划接纳LUCENT公司的T8503，其接口功效以下：
·数字接口：包罗PCM接口、外部时序节制、增益节制。
PCM接口：办理通报和领受PCM数据及帧同步节制。
PCM数据：PCM数据每125μs帧周期发生一次，数据时钟CLK是2.048MHz，每帧有32个时隙，每个时隙8bit数据位。DX和DR为数据发送和领受数据，不发送数据时DX坚持三态状况，DR领受数据时才有用。
帧同步FS：T8503有四个帧同步（FSX和FSR）输出，每对对应一个通道。在一个125μs的帧里，每个帧同步供给一个单脉冲。帧同步能够或许或许或许或许或许或许呈现在器件上电且MCLK感化于器件的任何时辰，帧同步脉冲的时序表不时隙的起头。在这时候候隙中，该通道的数据在数据时钟感化下输出或输出。FSX和FSR高有用，且必须坚持高最少一个主时钟周期，它们能够或许或许或许或许或许或许自力使命，对合适通报和领受转换的给定的通道能够或许或许或许或许或许或许将其连一路。在一个帧中，通道0和通道1通报帧同步必须由一个或多个时隙彼分隔。一样，通道0和通道1领受帧同步也必须由一个或多个时隙彼此分隔。除非这两个通道领受一样的PCM旌旗灯号，此时，领受帧同步脉冲可毗连在一路。
对T8503而言，对给定的通道，一帧中FSX和FSR只能发生一次，与FS的降落沿有关且其脉冲宽度不受限定，只要FS有用之前坚持最少一个主时钟周期，数据接口便能够或许或许或许够很好地使命。
·摹拟口：包罗偏置电路和参考源、A/D转换、D/A转换。
偏置电路和参考源：T8503仅需-+5V电源供电，参考源为+2.4V并由外部发生，不需外部附加电路。
A/D转换：包罗一输出运放、带通滤波器和译码器。
T8503外部还具备滤波电路对缩小器输出旌旗灯号遏制滤波，尔后对XMT语音摹拟旌旗灯号采样并按A率遏制数字PCM转换。
D/A转换：解码器PCM数据流转换成摹拟旌旗灯号，输出缩小器单端输出语音旌旗灯号RCV，它能驱动2000Ω的负载。
（3）FS译码器：由于T8503具备双通道，且各有自已的同步旌旗灯号，同步旌旗灯号不能同时有用，需相差一个或多个时隙、以是要将U接口送来的FS旌旗灯号一分为二成FS0、FS1两同步旌旗灯号，别离作为通道0和通道1的同步旌旗灯号。FS译码器由一可编程逻辑器件GAL16V8D来实现，详细电路如图3所示。
F0SEL、F1SEL是同步旌旗灯号挑选旌旗灯号，为0选通有用，为1则选通有用。F01CTL是帧同步节制旌旗灯号，该旌旗灯号在GAL16V8D内将被一分为二为互为反相的两帧同步旌旗灯号节制旌旗灯号，它们与FS（IDL_FSR/C）帧同步旌旗灯号异或发生挑选B1、B2数据通道的同步旌旗灯号FS0、FS1。假定F01CTL被分F0SEL、F1SEL两旌旗灯号且它们有用，则它们的波形干系如图4所示。
本计划拟接纳MOTOROLA公司的MC145436（2片）作为DTMF芯片，它将语音摹拟旌旗灯号XMT转换成8421数字码，并颠末GAL16V8D变为POTS_Dva/POTS_DVb输出旌旗灯号。这些输出均毗连到微处置器，由微处置器处置这些数据进而判明拨号号码。
（5）掩护电路：用户线接口电路（SLIC）要外加掩护电路，以防破坏。接纳0.35Ab保险丝作为SLIC的掩护。
2POTS使命历程
2.1主叫
·用户摘机：当用户摘机时，SLIC输出给微处置器（μP）终端旌旗灯号，从而引发微处置器中断。
·送拨号音：微处置器接到SLIC终端旌旗灯号后，发生中断。尔后，微处置器履行送拨号音子法式，将存储器中拨号音码经U接口回环给POTS。POTS的CODEC（T8503）将这些拨号音PCM码遏制处置后变成摹拟旌旗灯号RCV输出到SLIC的RCVN和RCVP差分输出端，再经SLIC的PT、PR输出给话机，使之收回拨号声响。
·拨号：当主叫听到拨号音后便可遏制拨号。拨号摹拟旌旗灯号经SLIC输出给DTMF（MC145436），DTMF将其变成二进制的8421码并等数据有用后（Dva/DVb为高）送给微处置器，微处置器将号码通明地通报给U接口。
·号码阐发：微处置器领受到第一个拨号号码后就会遏制对POTS送拨号音旌旗灯号并颠末历程ISDN信令将号码送U接口。局端互换机若是发明号码有用，则颠末历程信令告诉微处置器，微处置器遏制呼应处置。
·若主叫所拨号码合适要求，微处置器颠末历程ISDN信令遏制下一步处置。
·送回铃音：若被叫忙，ISDN信令告诉微处置器，微处置器履行送忙音子法式，将存储器中事前存好的忙音经U接口回环给POTS。POTS的CODEC（T8503）将这些忙音PCM码遏制处置后变成摹拟旌旗灯号送SLIC的RCVN和RCVP差分输出端，再经SLIC的PT、PR输出给话机，使之收回忙音，以提示主叫被叫忙。若被叫闲，则ISDN信令告诉微处置器，微处置器就履行送回铃音子法式，将存储器中事前存好的回铃音经U接口回环给POTS。POTS的CODEC（T8503）将这些回铃音PCM码遏制处置后变成摹拟旌旗灯号送SLIC的RCVN和RCVP差分输出端，处置后再经SLIC的PT、PR输出给话机，使之收回回铃音，以提示主叫被叫话机响铃。
·通话：当被叫摘机后，微处置器就停送回铃音给POTS，此时主叫和被叫便能够或许或许或许够或许或许或许通话了。通话历程以下：
当只操纵某一个话机时，主叫的话音旌旗灯号经SLIC送给CODEC；CODEC在对话音旌旗灯号遏制A/D变更等处置将话音旌旗灯号转换成PCM码，在U接口的帧步和位同步感化下，经对其遏制解码分红FS0、FS1后，由微处置器挑选一余暇B通道，由数据线DX输出给U接口；一样，被叫话音信息PCM码则颠末历程DR领受数据线被COTEC领受，再经CODEC遏制D/A变更等处置，输出摹拟旌旗灯号到SLIC的差分输出端（RCVN、RCVP），由SLIC处置后送给主叫，从而实现主叫与被叫的通话。
当POTS的两个话机同时使命时，B1、B2两数据通道均被操纵。此时，帧同步FS0、FS1反向，即当FS0有用时，FS1有用；反之亦然。由于是长帧使命情势，每个有用帧同步对应一个B数据通道8位数据，可颠末历程微处置器节制FXSEL和FXCTL两旌旗灯号来挑选FS0或FS1，从而到达挑选B1或B2数据通道的目标。
·话终回复复兴：通话终了，若被叫先挂机，微处置器要对POTS送忙音码，从而使主叫话机听到忙音；若主叫先挂机，则微处置器就遏制呼应的操纵。
IC卡（IntegratedCircuitcard）即集成电路卡，是将一个集成电路芯片镶嵌于朔料基片中，封装成卡的情势，形状与经常操纵的笼盖磁条的磁卡近似。IC卡芯片具备写入和存储数据的能力。IC卡存储器中的内容按照须要能够或许或许或许或许或许或许有前提地供外部读取，或供外部信息处置和鉴定。按照卡中所镶嵌的集成电路的差别，能够或许或许或许或许或许或许分红存储器卡、逻辑加密卡、CPU卡三类。此中CPU卡即为由中心处置器CPU、EEPROM、随机存储器RAM和固化在只读存储器ROM中的片内操纵体系COS（ChipOperationSystem）组成的IC卡。IC卡按与外界数据通报的情势来分，有打仗式和非打仗式两种。
图1T=0的CPU卡APDU指令实现流程
1CPUIC卡T=0的和谈先容
今朝大大都CPUIC卡接纳T=0情势。所谓T=0，即CPUIC卡与接口装备（即读写器）中数据传输体例为异步半双工字符传输情势。
从T=0和谈的功效动身，该和谈的实现能够或许或许或许或许或许或许分为物理层、数据链路层、终端传输层和操纵层。此中物理层和数据链路层能够或许或许或许或许或许或许详细参看ISO7816规范。在T=0和谈操纵，终端传输层和操纵层实际上是不易朋分来申明的，下面简略申明。
终端传输层按照卡片前往的历程字符和状况字节履行呼应的操纵，使读写器对数据的处置历程开阔爽朗清晰。卡片前往的历程字节和状况字节跟操纵层发送给卡的APDU（ApplicationProtocolDataUnit，操纵和谈数据单元）和VPP操纵等有关。表1为VPP未用时的终端传输层中前往的历程字节。
表1
字节值成果
ACKINSVPP余暇，一切其他的数据字节相持续被通报
INS+''''FF''''VPP余暇，下一个数据字节随后被通报
SW1SW2VPP余暇，接口装备期待SW2字节
操纵层即为由CLA、INS、P1、P2、P3作为号令头组成的号令动静体的APDU呼应和应对处置层。此中CLA为指令种别，INS为指令码，P1、P2为参数，P3为按照APDU的差别格局为发送给卡的数据长度或希冀呼应的数据长度。APDU的几种环境如表2所列。
表2
号令头发送数据长度发送的数据希冀应对的数据长度
通用APDUCLAINSP1PLCDataLE
环境一CLAINSP1P
环境二CLAINSP1PLE
环境三CLAINSP1PLCData
环境四CLAINSP1P2LCDataLE
CPU卡对接口装备（即读写器）的应对APDU环境如表3所列。
表3
体尾
数据DataSW1SW2
此中体中的数据字节数由号令APDU中的LE指出；SW1、SW2是必备的，能够或许或许或许或许或许或许指明号令APDU履行准确或履行犯错的毛病范例。
2基于T=0传输和谈的CPUIC的APDU指令流程
按照今朝CPU卡的经常操纵T=0和谈、自带编程升压电路的操纵环境，和本读写器领受IC卡数据报文间接发送PC机处置的特色，本读写器可行的APDU号令和呼应的处置流程如图1所示。
3读写器的硬件组成
读写器的硬件局部首要由IC接口办理芯片TDA8007、MCUAT89C52、外部数据存储器W24257S、串口电平转换芯片MAX3226、宁静IC卡座（即SAM卡座）、操纵IC卡座、键盘供词电的串口通讯线及别的相干元器件组成。
图2所示为颠末历程PC机节制办理的外置于PC机的打仗式CPUIC卡读写器。颠末历程定制的数据线，该读写器的5V直流电源可间接由键盘供词给，同时数据线还担任PC机与读写器的串行数据互换。在大局部IC卡读写操纵中，都触及到IC卡的认证和数据读写的国解密题目，以是本读写器除供给一个供用户操纵的IC卡接口卡座外，还内置了一个SAM卡，即宁静IC卡卡座，以便利装置SAM卡，保障操纵IC卡读写时的数据宁静，掩护用户的好处。
硬件的别的组成局部，如处置器，今朝接纳Atmel的89C52。其4KB的Flash法式存储器能够或许或许或许或许或许或许知足读写器的法式空间须要。由于PC机与89C52、89C52与TDA8007的数据互换要求的暂存数据空间比拟大，89C52供给的256字节不够，需外加一片数据存储器。本读写器中操纵的是华邦的W24257S。其有32KB存储容量，IC接口局部的首要芯片为Philips的TDA8007。
4IC卡接口芯片操纵
下面先容一下TDA8007及其操纵。TDA8007的道理布局如图3所示。
TDA8007芯片能够或许或许或许或许或许或许供给两个能同时知足ISO7816规范及EMV和GSM11-11规范的IC卡读写接口。在本读写器中，一个用于与操纵IC通讯，别的一个用于与宁静IC卡通讯。与上文CPU卡的触点图绝对应，CLKi、RSTi、VCCi、I/Oi、GNDCi、PRESi、C4i、C8i（此中i=1,2；C4i、C8i未用；PRESi可用于检测IC卡是不是拔出。详细操纵可参看TDA8007的手艺文档）都间接由TDA8007供给给IC卡接口相连，MCU只要颠末历程其接口节制并行通讯来办理TDA8007，便可实现对IC卡的上电、下电及读写数据处置。此中，微处置器既能够或许或许或许或许或许或许颠末历程总线复用把TDA8007外部的一切寄放器作为外部存储器，用MOVX寻址，也能够或许或许或许或许或许或许颠末历程非总线复用体例拜候，此时TDA8007用AD0～AD3来辨别外部各寄放器。别的，TDA8007的片选旌旗灯号和外部中断旌旗灯号线能够或许或许或许或许或许或许便利读写器处置多个IC卡头。TDA8007的出格硬件ESD处置、接口短路处置、电源犯错处置等也给IC卡和IC卡读写器供给了比拟高的宁静掩护；同时，TDA8007外部集成的电源办理功效许可TDA8007的供电规模可达2.7～6.0V，并且TDA8007颠末历程电源办理能够或许或许或许或许或许或许给IC卡供给5.0V、3.0V及1.8V的电源，以合适差别使命电压的IC卡操纵。
图3IC卡接口芯片TDA8007的道理框图
本读写器是颠末历程总线复用对TDA8007的寄放器遏制节制的。此中MCU的P1.5为TDA8007的片选，P0口为与之通讯的8位数据线，TDA8007的各寄放器事后被宏界说的成微处置器的一个外部数据单元（下面电法式处的界说），从而便利MCU拜候。下面连系TDA8007寄放器的界说和位分派，给出操纵TDA8007接口芯片对IC卡遏制上电激活和下电的法式。TDA8007的寄放器首要三类。第一类，通用寄放器：①卡槽挑选CSR；②硬件状况HSR；③按时器TOR1、TOR2、TOR3。第二类，ISO7816串行处置寄放器：①串行状况USR；②夹杂状况MSR；③串行发送UTR；④串行领受URR；⑤行列节制FCR。第三类，卡专属寄放器：①可编程分频PDR；②掩护时辰GTR；③串行节制UCR1、UCR2；④时钟设置装备摆设CCR；⑤上电节制PCR。注重：对卡专属的寄放器，即卡接口1、卡接口2别离对应的寄放器，逻辑上具备不异的名及拜候地点，是以，对差别的瞳操纵，须要颠末历程CSR挑选对应的卡槽来切换卡专卡属寄放器的映照的物理空间。以是，接口装备每次从一个卡的高低电或读写转向别的一卡，都须要访CSR设定对应的卡槽。对每个寄放器的位界说不再多述，主动性者可参看TDA8007的手艺文档。
5高低电历程及详细法式
图4为IC卡的上电时序图。要实现之，需对PCR遏制写操纵。此中START=PCR.0，RSTIN=PCR.2，VUP回升表现激活了TDA8007中的电压转换电路。当START置高时，只要能检测到选定卡槽中的IC卡存在，且不TDA8007能检测到并在HSR中唆使的硬件毛病呈现，则对应IC卡接口的VCC1或VCC2将能被供给呼应的电平（5V、3V或1.8V）。随后对应卡的I/O数据线被置成高状况（Z状况），给IC卡供给设定的时钟旌旗灯号，经常操纵为3.5712MHz。约莫在START置高108ETU后，RSTIN置高。由于RST为RSTIN的拷贝，则对应卡的RST被置高。尔后，用TDA8007供给的按时器TOR3、TOR2设定对ATR（AnswerToRequest）即复位应对首字节的最大期待时辰120ETU（ElementTimeUnit），TOC设定按时器使命体例，便起头期待ATR首字节到来后做呼应处置。至此，IC卡上电激活使命实现，随后能够或许或许或许或许或许或许按照ATR字节的要求的使命体例对IC卡遏制呼应的读写处置。详细见上电法式。
图4TDA8007发生知足ISO7816规范诉IC卡上电激活时序
TDA8007寄放器拜候的预界说
#include<absacc.h>
#defineXXXXBYTE[0x8000]//XXX表现CSR等各寄放器上电法式以下：
P1.5=0;//片选TDA8007
CSR&=0xf8；
CSR|=ncard;//挑选卡，ncard=1,2
CSR&=0xf7；
CSR|=0xf7;
CSR|=0x08;//复位UART的寄放器
UCR2&=0xf7；//异步情势，SAN=0
CCR&=0xdf；//时钟遏制于低电平
UCR2|=0x60;//封闭附加中断及收发中断
GTR=0xff;//坚持时辰12ETU
If(v==1)//v为函数变量
PCR|=0x08;//1.8V卡用
elseif(v==3)
PCR|=0x02;//3V卡用
Else
PCR&=0xfd;//5V卡用
UCR2&=0xfc;//CKU=PSC=0,--31
FCR=0x00;//1奇偶校验1FIFO
PDR=0x0c;//Divider=12
CCR=0x00;//不分频
PCR&=0xfb;//RSTIN=0
UCR2|=0x04;//不主动转换
UCR1=0x01;//正向商定
UCR1&=0xf7；//领受情势
flag3=0;//复位按时标记
flagatr=0;//领受ATR首字节按时标记
PCR|=0x01;//激活
TOR2=0x6c;
TOR3=0x00;
TOC=0x61;//RST拉高后期待108ETU
while(flag3==0)；//按不时辰到，在中断中设置flag3=1
TOC=0x00；//封闭按时器
PCR|=0x04;//给复位拉高
TOR2=0x78;
TOR3=0x00;
TOC=0x61;//RST拉高后期待
flagatr=1;
ATR();//复位应对处置函数
图5为IC卡的下电时序图。绝对上电时序，下电历程对时辰的要求不是很严酷，只要设想者节制TDA8007按照必然的挨次置低START、RSTIN和遏制CLK便可，尔后TDA8007会主动慢慢开释RST、I/O、Vcc及VUP。详细处置见下电法式。
下电法式：
P15=0；
PCR&=0xfe;//START=0；下电
PCR&=0xfb;//卡的复位脚坚持0
CCR&=0xdf；//遏制时钟于低
CCR|=0x10;//遏制时钟
P15=1；
6操纵TDA8007该当注重的题目
TDA8007对Vcc、RST犯错，芯片过热（如图IC卡为电源短路卡或金属片），或IC卡拔出拔出时城市发生中断输出。每次中断处置竣事，应注重把HSR中的值读入一个姑且地点，以便清晰HSR中的标记。
每次发送数据到IC前，即领受IC卡的最初一个数据之前，应设置寄放器UCR1中的LCT位，以便领受完IC卡的数据后，主动切换成发送状况。
对TDA8007局部布线时应注重，时钟旌旗灯号线与别的线的断绝：最好被地线包围。
对电路板上TDA8007局部的电容应尽能够接近TDA8007，此中电容Cap、Cbp、Cup特别如斯，并最好不要在这些电容连向TDA8007引脚历程中操纵过孔；同时，Cap、Cup、Cbp电容的ESR要尽能够小。
对TDA8007处置的两个IC卡座中的任何一个履行上电、下电、读写卡操纵之前，必须履行挑选卡座的操纵函数，以便选中详细的IC卡遏制处置。
存储器是容量数据处置电路的首要组成局部。跟着数据处置手艺的进一步成长，对存储器的容量和机能提出了愈来愈高的要求。同步静态随机存储器SDRAM（SynchronousDynamicRandomAccessMemory）因其容量大、读写速度快、撑持突发式读写及绝对昂贵的价钱而取得了遍及的操纵。SDRAM的节制比拟庞杂，其接口电路设想是关头。
本文起起首容SDRAM的首要节制旌旗灯号和根基号令；尔后先容接口电路对SDRAM的首要操纵途径及操纵历程，操纵于解复用的SDRAM接口电路的设想体例；最初给出了实现成果。
1SDRAM的首要节制旌旗灯号和根基号令
SDRAM的首要节制旌旗灯号为：
·CS：片选使能旌旗灯号，低电平有用；
·RAS：行地点选通旌旗灯号，低电平有用；
·CAS：列地点选通旌旗灯号，低电平有用；
·WE：写使能旌旗灯号，低电平有用。
SDRAM的根基号令及首要节制旌旗灯号见表1。
表1SDRAM根基操纵及节制旌旗灯号
号令称号CSRASCASWE
号令制止（NOP:Commandinhibit）HXXX
空操纵（NOP：Nooperation）LHHH
激活操纵（ACT：Selectbankandactiverow）LLHH
读操纵（READ：Selectbankandcolumn,andstartREADburst）LHLH
写操纵（WRITE：Selectbankandcolumn,andstartWRITEburst）LHLL
突发操纵遏制（BTR：Burstterminate）LHHL
预充电（PRE：Deactiverowinbankorbanks）LLHL
主动革新或自我革新（REF：Autorefreshorselfrefresh）LLLH
设置装备摆设情势寄放器（LMR：Loadmoderegister）LLLL
一切的操纵节制旌旗灯号、输出输出数据都与外部时钟同步。
2接口电路对SDRAM的首要操纵途径及操纵历程
一个完全的SDRAM接口很庞杂。由于本文的SDRAM接口操纵于解复用，处置的事务绝对来讲比拟简略，是以能够或许或许或许或许或许或许简化设想而不影响机能。接口电路SDRAM的首要操纵能够或许或许或许或许或许或许分为：初始化操纵、读操纵、写操纵、主动革新操纵。
（1）初始化操纵
SDRAM上电一段时辰后，颠末初始化操纵能力够或许或许或许或许进入通俗使命历程。初始化首要实现预充电、主动革新情势寄放器的设置装备摆设。操纵历程如图1所示。
（2）读写操纵
读写操纵首要实现与SDRAM的数据互换。读操纵历程如图2所示，写操纵历程如图3所示。
（3）革新操纵
静态存储器（DynamicRAM）都存在革新题目。这里首要接纳主动革新体例，每隔一段时辰向SDRAM发一条革新号令。革新历程如图4所示。
3接口电路的设想
（1）解复用电路
本解复用电路首要实现将1路高速数据流解复用为4路数据流，其布局框图如图5所示。1路数据流进入解复用器后，颠末SDRAM缓冲，解复用为4路数据流。
由于要解复用为4路数据流，为了充实操纵时隙，知足高速的要求，接纳4个bank的SDRAM，各路数据缓冲对应差别的bank。为简化设想，数据流1的缓冲区定为bank0，数据流2的缓冲区定为bank1，数据流3的缓冲区定为bank2数据流4的缓冲区定为bank3。对每路数据实际上是以高速度集合写入，尔后以低速度平均读出。
由于遏制的是解复用，是以写入的数据只要1路，可是有能够或许或许或许或许或许4路数据同时都要读出。以是对4路数据流，其读写地点和读写使能旌旗灯号是分隔的。
（2）SDRAM接口电路的时序节制
高速数据流的速度为3M字节/秒，接纳的体系时钟为20倍的字节时钟。送入SDRAM的时钟为60MHz体系时钟。在一个字节时钟内对SDRAM的操纵最多有5次（1次读，4次写），并且为了知足革新的要求，每个字节时钟遏制一次革新操纵。按照SDRAM的时序要求，如许的操纵是难以实现的。是以要颠末历程多bank操纵，尽能够做到时候复用来实现。图6给出了在一个字节时钟周期的内数据流1遏制读写操纵，别的3路数据遏制读操纵的号令排序时序图。能够或许或许或许或许或许或许看出颠末历程多bank操纵，时候复用，在20个体系时钟节奏内所需的读写操纵号令恰好很松散地排开。
一个字节时钟内对SDRAM读写操纵是随机的，这与数据流的复用比例有在。为了知足时序，按照下面的申明，须要把一个字节时钟周期内对SDRAM的号令公道排序，尔后按照排好的挨次履行号令。如许就须要把一个字节时钟周期内对SDRAM的操纵遏制缓存，尔后鄙人一个字节时钟周期内遏制排序、与SDRAM号令绝对应、将号令译码发生呼应的节制旌旗灯号线，实现操纵。缓存排序历程如图7所示。
（3）SDRAM接口电路
SDRAM接口电路中须要特地操纵缓冲区存储一个字节时钟周期内的操纵，以备下一字节时钟的排序。为了便利处置，对每路数据的缓冲操纵内容（或读或写）放在一个缓冲区。由于数据流的持续性，排序的同时依然会有操纵要求，是以每路的操纵内容缓冲辨别为两块。对一块缓冲区写入时，读出别的一块缓冲区中的操纵内容，遏制排序、译码、履行。按照字节时钟切换对缓冲区的读写，从而防止抵触。对从SDRAM读出的数据，每路数据写入呼应的读出数据缓冲区。一样每路的读出数据缓冲区也分为两块，按照字节时钟切换读写。
由于一个字节时钟周期内，每路所需的操纵最多有2次，每路的操纵内容缓冲区只要两个单元（每个单元存储了这次的读写使能旌旗灯号、写入数据、地点）便可。对读出数据缓冲区，由于一个字节时钟每路数据最多履行一次读操纵，以是读出数据缓冲区只须要一个字节。这两类缓冲区容量都小，是以人部用寄放器来实现，节制简略。
1概述
TM1300是Philips公司推出的新一代高机能多媒体数字旌旗灯号处置器芯片。基于TM1300的DSP操纵体系合适于及时声响、图象处置，可遍及操纵于集会电视、可视德律风、数字电视等操纵场所。它不只具备壮大的处置能力,同时还具备很是友爱的音频和视频和SSI和PCI等I／O接口，是以能够或许或许或许或许或许或许按照操纵的须要矫捷地机关各类视频通讯体系。鉴于今朝计较机收集的提高和网上视频营业的成长，很有须要为TM1300视频编码体系开辟一个以太网接口以拓宽其操纵规模。开辟以太网接口的一种公道思绪是操纵TM1300集成的PCI接口来驱动公用的以太网接口芯片。由于今朝大都以太网接口芯片（如Real-tek8029，Realtek8139等）都接纳PCI接口，是以，能够或许或许或许或许或许或许用PCI总线将数据从TM1300传输到这些公用的以太网接口芯片后，再由它们发送数据，并且TM1300能够或许或许或许或许或许或许在嵌入式操纵体系pSOS中运转，同时由于体系pSOS带有TCP／IP和谈栈是以能够或许或许或许或许或许或许便利地实现编码码流的TCP／IP封装。
按照以上思绪笔者在遏制了后期测试的根本上遏制了电路板的设想并顺遂实现了调试。今朝这个以太网接口已根基开辟胜利。本文将对这个设想的手艺要点从硬件和软件两个方面遏制详细先容。
2TM1300及PCI总线接口
该体系的硬件布局框图如图1所示。本体系硬件设想的重点是PCI总线接口。PCI总线按照数据位的宽度有32位和64位之分,64位的数据线与32位是兼容的。PC机中常见的是32位PCI总线,它的有用引脚总数是110个,能够或许或许或许或许或许或许分红3组。第一组是根基功效旌旗灯号线,包罗32位同享数据地点线AD〔00．．31〕、接口节制线、仲裁线、时钟线、体系复位线、中断线;第二组是附加功效旌旗灯号线,包罗毛病报告线、cache功效撑持线、JTAG边境扫描线;第三组是电源线,包罗装备耗电量标识线、3．3V电源线(12根)、5V电源线(13根)、地线(22根)。
由于Realtek8029不具备PCI的附加功效旌旗灯号线所撑持的cache功效和JTAG边境扫描功效,同时固然它具备奇偶校验毛病报告功效引脚,但该脚能够或许或许或许或许或许或许悬空不必。以是,设想时只要斟酌第一组功效旌旗灯号线的毗连便可。
PCI接口的设想有以下几个要点：
(1)PCI总线的仲裁
这里先申明两个观点。起首，PCI总线是多装备同享的，由于PC机里能够或许或许或许或许或许或许有多个PCI装备，以是须要操纵仲裁器;其次，PCI装备有主装备和从装备之分，主装备能够或许或许或许或许或许或许倡议PCI数据的通报从装备只能主动地呼应主装备的操纵以对读操纵和写操纵做出呼应。PCI的仲裁引脚是REQ和GNT，别离为要求线和受权线，并且只要PCI主装备有这两个引脚。通俗环境下，REQ凡是和GNT成对地连到仲裁器，而装备与装备的REQ和GNT凡是是互不相连的。
PCI总线的仲裁历程是如许的：PCI主装备把REQ电平拉低以表现向仲裁器要求占用总线。经仲裁获准后，仲裁器把这个装备的GNT电平拉低以表现要求获准，尔后该装备便能够或许或许或许或许或许或许操纵总线了。当它不再操纵总线时，应使REQ旌旗灯号变为高电平仲裁器就不再给它分派总线资本。在本体系中，TM1300是PCI主装备，而Realtek8029是PCI从装备。由于它们不存在同享总线的题目，以是不须要仲裁器，而只是简略地把REQ和GNT短接便可，这就相称于TM1300本身给本身受权。
（2）PCI_IDSEL旌旗灯号线在装备的PCI设置装备摆设读写中的感化
PCI有一种特别的读写周期，称为设置装备摆设读写。这是由于在体系指导时，若是不给装备设置装备摆设I／O或内存地点，软件就只能颠末历程设置装备摆设来读写拜候装备。设置装备摆设读写有两种，别离称为0型和1型详细接纳哪种取决于总线的硬件毗连。设置装备摆设读写操纵不颠末PCI桥时，操纵0型，当须要颠末PCI桥时，则要用1型，0型读写的地点间接便是总线上的地点，1型读写的地点则要颠末PCI桥的译码能力成为终究的总线地点。本设想中，TM1300和Realtek8029是用PCI总线直连的，以是操纵0型设置装备摆设读写。
AD〔00．．31〕是PCI总线的同享地点和数据线，每次PCI通报都分为地点周期和数据周期。在地点周期，接纳0型读写时，AD〔00．．31〕的内容以下，AD〔00〕和AD〔01〕总为“00”，由于设置装备摆设读写是以双字为单元的，AD〔02〕～AD〔07〕是要读写的PCI设置装备摆设空间的寄放器号AD〔08〕～AD〔10〕是装备的功效号在一块PCI卡上有多个功效装备时，为了进一步辨别差别的装备就要用到这几位，由于Realtek8029是单功效装备，故这几位全为0，AD〔11〕～AD〔31〕是装备挑选位，此中必须有且唯一一名为“1”，如图2所示，这在物理上表现为总线的AD〔11〕～AD〔31〕中有一根为高电平若是输出高电平的这根线与某块PCI卡的PCIIDSEL引脚相连，这块卡就会被激活，如许，在紧接着的数据周期中，它就会将其PCI设置装备摆设空间呼应寄放器中的内容放到总线上以供读取。
（3）PCI_FRAME、PCI_DEVSEL、PCI_IRDY、PCI_TRDY引脚的处置
上述四个引脚均是低电平有用，是以须要接上拉电阻，以保障在装备未驱动该引脚时处于不变的有用状况，上拉电阻的阻值在1kΩ～10kΩ规模内，阻值越小，则将该旌旗灯号驱动为有用的时辰越短，但太小又会致使电流过大，以是，要衡量斟酌，本设想选用4．7kΩ。
上述三点对脱机环境下PCI装备的互连具备较遍及的参考意思，除此以外，本设想另有以下比拟特别的几点：
应将TM1300的PCI，INTA引脚设置装备摆设为输出，以便领受Realtek8029的中断；
PCI时钟由TM1300供给；
Realtek8029的复位旌旗灯号也便是TM1300的复位旌旗灯号，该旌旗灯号由外部电路供给；
TM1300的PCISTOP、PCISERR引脚悬空，表现Realtek8029不具备呼应的附加功效。别的，TM1300的PCIINTB、PCIINTC、PCIINTD引脚能够或许或许或许或许或许或许用感化户中断。
3软件设想
该接口设想的软件布局框图如图3所示。此中TM1300运转于pSOS，它是一个简略的及时多使命嵌入式操纵体系，带有pNA＋收集组件，其pNA＋相称于TCP／IP和谈栈的扩大，它向上可供给操纵法式编程的socket接口，向下可界说一个与收集接口层交互的接口，此中包罗8个函数，别离是：ni_init（接口芯片初始化）、ni_broad－cast（发送播送分组）、ni_send（发送通俗分组）、ni_getpkb（要求发送缓冲区）、ni_retpkb（偿还领受缓冲区）、ni_ioctl（I／O节制操纵）、ni_pool（统计量查问）、Announce（收集接口驱动挪用它把领受到的数据包提交给pSOS）。此中收集接口层在本操纵中便是Realtek8029的驱动法式，它颠末历程硬件笼统层来驱动Realtek8029（硬件笼统层是PCI总线的设置装备摆设读写和I／O读写指令集的总称）。
软件履行的流程大抵是：体系起首启动pSOS，并由它加载收集接口驱动法式，尔后挪用驱动法式的ni_init函数，同时初始化Realtek8029的PCI设置装备摆设空间并设置Realtek8029的使命参数，尔后启动用户使命。在这里，用户使命为H．263编码历程。它对VI口读入的源图象遏制紧缩编码后，将挪用socket的接口函数sendto（sendto是UDP套接口公用的发送函数），尔后把码流发送给pSOS由pSOS按照UDP和谈遏制封装后，再挪用ni_send函数，并由ni_send实现数据包从体系主内存到Realtek8029片上RAM的拷贝，尔后启动Realtek8029发送数据。在领受环境下，Realtek8029收到一个完全的数据包后会用中断告诉CPU，尔后由CPU履行中断办事法式。当中断办事法式将数据包从Realtek8029片上RAM中拷贝到体系的主内存后，体系将挪用Announce函数并把数据块的指针、数据长度和别的信息提交pSOS，最初由pSOS将数据包沿和谈栈一层层上传并作出呼应的处置。
软件的设想和pSOS操纵体系的干系比拟紧密亲密，限于篇幅，本文毛病pSOS作详细先容，。本文接上去重点先容PCI设置装备摆设空间的设置装备摆设历程，这局部对近似的设想有较遍及的参考意思。PCI设置装备摆设空间有64个字节，PCI片内的这些寄放器存储了该芯片的厂商号、装备号、装备范例等首要代码，还包罗号令寄放器、基地点寄放器等节制其总线行动的寄放器，它们必须在装备初始化时准确设置装备摆设，不然装备不能使命。
对Realtek8029PCI空间的设置装备摆设须要三个步骤：
起首是扫描总线，这一步的目标是找到Real-tek8029的设置装备摆设地点，直观地讲，便是找到它的PCI_IDSEL引脚和哪根AD线相连，由于后续的设置装备摆设写要按照这个地点来寻址。扫描总线时，要对AD〔11〕到AD〔31〕每根线遏制一次扫描，若是哪根AD线毗连了一个PCI装备的PCIIDSEL引脚，那末用设置装备摆设读函数读取PCI设置装备摆设空间的0号寄放器时，应尔后往该装备的装备和厂商代码，若是这根线实际未毗连装备，则前往值是0。已知Realtek8029的装备和厂商代码是“0x802910ec”，若是前往值与之不异，申明找到了Realtek8029，这时候候要记下这根AD线的序号。比方，在硬件上把Realtek8029的PCIIDSEL和AD〔20〕相连，则扫描到的序号就该当是“20”。
其次，用设置装备摆设写函数设置装备摆设I／O读写使能，即在command寄放器中写入“0x1”。
最初，用设置装备摆设写函数设置装备摆设I／O地点，也便是在I／OBaseAdddress寄放器写入分派给该装备的I／O地点（比方“0xe400”）。详细法式流程图如图4所示。
4调试成果
按照以上设想，笔者在原TM1300视频编码硬件体系的根本上加入了PCI接口，并编写了pSOS下Realtek8029的驱动法式。尔后，在这个硬件平台上对Realtek8029的驱动局部遏制了数据通报测试。
笔者起首用一个零丁的UDP发送使命遏制发送速度测试。这个使命首要是高速地向收集上的一台PC发送数据包，数据包的巨细是变长的。PC领受并对丢包数遏制统计的成果如表1所列。尝试标明，在用网线直连的各类测试速度环境下都不犯错，而当接入局域网后，在发送速度为4．5Mbps时有突发的少许毛病。由于UDP是不靠得住的传输体例,以是这类毛病是通俗的。测试中，UDP发送的最高速度能够或许或许或许或许或许或许到达5Mbps摆布，它与硬件的最高速度（10Mbps）比拟另有必然差异，首要缘由是数据从体系主内存到Realtek8029片上RAM的拷贝历程今朝还不接纳DMA体例，这是须要改良的处所。
表1丢包数统计表（单元：丢包个数/分钟）
毗连体例发送速度
800kbps1.8Mbps4.5Mbps
收集直连000
接入局域网002.5
弁言
跟着微电子和无线通讯手艺的成长，非打仗式IC卡手艺也取得兴旺成长，但国际设想非打仗IC卡的手艺不够成熟。高频接口电路设想长短打仗式IC卡设想的关头手艺之一，文中将先容一种高频接口电路的设想。
1IC卡的根基布局
图1是一个具备逻辑加密功效的非打仗式IC卡的布局方块图。对具备逻辑加密功效的非打仗式IC卡，通俗包罗IC芯片和天线线圈（耦合线圈）。IC芯片又包罗高频接口电路、逻辑节制电路、存储器等局部。
2高频接口模块设想
IC芯片内的高频接口电路长短打仗式IC卡的摹拟、高频传输通路和芯片内的数字电路之间的一个接口。它从芯片外的耦合线圈上取得感到电流，整流稳压后给芯片供给电源。从浏览器发射出来的调制高频旌旗灯号，在高频界面经解调后从头构建一发生在逻辑节制电路中进一步加工的数字式串行数据流(数据输出)。时钟脉冲发生电路从高频场的载波频次中发生出用于数据载体的体系时钟。图2为具备负载调制器的高频界面方框图。
为了将芯片内处置后的数据传回到浏览器，高频界面也包罗有负载波调制器或反向散射调制器。它们由通报的数字化数据节制。
图3为卡的模块布局框图。整流稳压模块首要是领受浏览器发来的载波，将载波旌旗灯号改变成直流旌旗灯号，以作为非打仗IC卡外部芯片的电源操纵；同时不能由于浏览器发来的不中断载波而使芯片外部电源电压无穷增大。调制解调模块首要是将浏览器发来的旌旗灯号从载波旌旗灯号中取上去；在IC卡发送旌旗灯号时将外部的数字旌旗灯号转换成摹拟旌旗灯号，并上载到载波旌旗灯号中以传输给浏览器。
(1)整流稳压模块的设想
该模块首要包罗基准源电路、电压调度电路和电源开关电路。基准源电路由二级CMOS差分缩小电路和晶体管电路组成的能隙基准源组成。其布局如图4。
有源电阻P0和多晶电阻R7组成偏置电路，为电路供给偏置电流。二级差分缩小器的两个输出毗连在Q1端和Q2端。由基准源道理可知，只要缩小电路的输出平衡电压很小，并且不受温度的影响时，基准源的输出能力够或许或许或许或许坚持好的机能。按照缩小器和能隙基准源道理可得：
I1R6=I2R4（1）
由（1）式可知，电路中缩小器的输出平衡电压几近为零，故不变后REF点的电压值为：
VREF=VQ1+VR6=VQ1+R6I1=VQ1+I2R4（2）
因PNP晶体管的基极和集电极相连，故VQ1值相称于晶体管中BE结二极管的正向压降VBE值，为0.6~0.8V。
晶体管中BE结温度系数为负，电阻温度系数为正，在（2）式中VQ1和VR6随温度的变更能够或许或许或许或许或许或许彼此弥补，故该基准源的输出VREF对温度变更不敏感。电压调度电路是稳压电路中的焦点局部，包罗两个一级CMOS差分缩小电路COMP和电压调度及反应电路，如图5。
两个差分缩小器的输出由分压电阻取得。比拟缩小后经反应调度和限流掩护电路取得MA1和MB1，以节制电源开关电路中开关管的开启和遏制。
电源开关电路由储能电容，NMOS管组成的整流器及开关电路组成，如图6所示。P1、P2间连续到线圈L0的两头。颠末历程电磁耦合在P1、P2上感到出互换电；经整流后，在储能电容C0端发生直流电压VDD。调压电容C5在N2管导通后组成放电回路，使P1、P2上的电流起头对C5充电而遏制对C0充电，C0两头电压坚持不变，即为负载电路供给不变的电源电压。
