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MSP430F5xxx 在高速公路不停車收費系統(ETC)中的應用

作者: 時間:2011-07-14 來源:網絡 收藏

一般情況下,對FM0的軟解碼需要得到數據的電平寬度,從而實現解碼。通常有兩種方式,一種是Timer捕獲數據沿,然后軟件在中斷中判斷數據沿之間的寬度。另外一種是定時采樣數據口線的電平,通過計數方式得到電平寬度。ETC下行數據速率達到256Kbps,對數據“0”來講,數據跳變沿之間的寬度只有2uS。對數據“1”來講,數據沿寬度只有4uS。以第一種方式為例,傳統的軟解碼方式過程如下:


圖3.Timer獲中斷方式

  如圖2所示,數據接收過程中,Timer會每2uS或者4uS捕獲到一個數據沿,并把數據沿保存到對應寄存器。所以,Timer捕獲寄存器里的數據會最快每2uS更新一次。這就需要CPU速度足夠快,能夠在至少2uS之內完成解碼過程。否則,Timer捕獲寄存器的數據就會被新的數據覆蓋掉,造成解碼錯誤。假設MCU完成1個bit解碼的時間需要50個cycle,那么至少需要MCU主頻達到25MIPS以上才能實現實時解碼。通常,我們會選取主頻超過40MIPs的MCU,而這些高速MCU功耗往往難以滿足的要求。所以,很多ETC生產商采用雙MCU的方式,由一顆高速MCU實現FM0實時編解碼,另外還有一顆低功耗MCU,通常是MSP430來管理整個系統的功耗。這增加了系統的成本和復雜度。的問世,能夠同時滿足對MCU所有的挑戰,解決了客戶的困擾。

  用F5xxx片上DMA和TimerA捕獲功能實現FM0實時解碼的方法

  卓越的低功耗特性能夠滿足ETCOBU的低功耗要求。作為MSP430最新產品序列,F5xxx首次采用0.18um工藝,1MIPs消耗的電流低到了驚人的160uA,片上PMM(電源管理模塊)讓用戶能夠根據MCU負荷靈活調節核電壓,確保功耗最低。另外,具備多種低功耗狀態。在典型的LPM3模式下,打開RTC,RAM數據保持的情況下功耗僅為2uA。

  除了卓越的低功耗特性外,MSP430F5xx主頻雖然最高只能達到25MIPS,但由于有靈活的多通道DMA,能夠與Timer聯動,實現數據的自動搬移而不干擾到CPU,這極大的增強了MCU的數據吞吐能力,使主頻不再成為瓶頸,而完成對FM0近乎實時的解碼。另外,硬件的CRC16模塊讓MCU只需要操作寄存器就可以完成數據校驗。利用DMA和CRC16的實時解碼過程如圖4所示:


圖4.DMA自動數據搬移的解碼方式

  數據接收過程中,Timer每2uS或者4uS捕獲到一個數據沿,這時會自動觸發DMA,DMA自動將Timer寄存器的數據搬移到RAM區的指定數組當中。整個數據接收過程不需要CPU的參與。有了DMA的存在,CPU就不需要頻繁的進出中斷去取數據,也不用擔心Timer捕獲寄存器數據的丟失,只需專注于解碼過程。


圖5.FM0DMA方式解碼圖示



關鍵詞: MSP430F5xxx ETC系統 HDLC

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