摘要：對雙口ram操作中共享沖突的幾種方式進行了討論和分析。給出了防止這些共享沖突的基本方法，同時結合其在自動化系統中的應用給出了雙口ram和現場總線、工業以太網的接口應用方案。

    關鍵詞：雙口ram；現場總線；工業以太網；can；dsp

    １　引言

    在現代工業測控系統中，由于對系統的功能和性能要求越來越高，一般都采用高性能的ｃｐｕ（如ｄｓｐ）或嵌入式系統（如３８６ｅｘ等�爜韺崿F測控功能，并將這些智能設備聯網組成自動化系統。在早期的應用中，設備聯網普遍采用ｒｓ２３２／ｒｓ４２２／ｒｓ４８５方式。隨著計算機技術的發展，現場總線技術在自動化系統中的應用逐漸普遍，而采用工業以太網技術則是今后技術發展的一個趨勢。

    測控設備的設計可以采用單ｃｐｕ系統完成整個測控功能和系統聯網功能，這樣做的缺點是使整個系統的軟件設計復雜，系統適應性差，ｃｐｕ負擔較重，影響系統的整體性能。另外一種做法是采用雙ｃｐｕ系統，即用一個ｃｐｕ完成測控功能，另一個ｃｐｕ完成系統聯網和接口通信功能。由于雙ｃｐｕ系統可按功能分開設計，因此可簡化系統軟件設計，使系統具有良好的擴展性，以便更好地應對不同的組網要求，提高系統的整體性能。

    ｃｐｕ間的通信可以采用串口、并口等方式，但它們共同的缺點是操作復雜、速度慢。因此，隨著價格的不斷下降，采用雙口ｒａｍ方式在兩個ｃｐｕ系統間交換數據是一個不錯的選擇。但雙口ｒａｍ有時會發生共享沖突問題。下面討論防止共享沖突的幾種方式。

    ２ 雙口ｒａｍ防止共享沖突的方式

    一般雙口ｒａｍ都提供了兩個完全獨立的端口，每個端口都有自己的控制線、地址線和數據線，ｃｐｕ對雙口ｒａｍ端口的操作等效于對它的外部ｒａｍ進行操作。雙口ｒａｍ在使用上要注意的問題是如何避免兩端ｃｐｕ對同一ｒａｍ單元的爭用，一般來說，雙口ｒａｍ可提供三種防沖突方式，下面結合ｃｙｐｒｅｓｓ公司的ｃｙ７ｃ１４４進行說明。ｃｙ７ｃ１４４是采用低功耗ｃｍｏｓ工藝生產的８×８ｋ位容量、高速存取（２０ｎｓ）的雙端口靜態ｒａｍ，它還可以用多芯片級聯來擴展字寬，其內部原理框圖如圖１所示。

    ２．１ 插入等待狀態的防沖突方式

    當左右端口同時對同一地址的ｒａｍ存儲單元進行存取時，ｃｙ７ｃ１４４芯片內部的仲裁單元將會給出ｂｕｓｙ信號。具體來說，ｂｕｓｙｌ、ｂｕｓｙｒ信號的正常狀態為高電平，當左端口對一存儲單元進行存取時，若右端口也對該存儲單元進行操作，則芯片內部的仲裁單元會使信號ｂｕｓｙｒ為低，直到左端口操作完成后再將ｂｕｓｙｒ恢復為高電平。設計中可以利用ｂｕｓｙ信號作為ｃｐｕ的等待狀態輸入，并利用該信號使ｃｐｕ在操作過程中插入等待狀態，避免兩端同時對雙口ｒａｍ進行操作。

    ２．２ 信號燈防沖突方式

    雙口ｒａｍ通過申請和釋放端口的信號燈（也稱為令牌）來操作存儲單元可以避免發生沖突。一個信號燈對應相應數量的存儲單元。雙口ｒａｍ的兩端均可對信號燈進行存取。當左端口向信號燈寫入“０”再回讀信號燈時，若信號燈也為“０”表示左端口擁有對存儲單元的控制權，否則表示右端口擁有對存儲單元的控制權。不管是否取得對存儲單元的控制權，操作完成后都應向信號燈寫入“１”以釋放信號，從而避免資源的死鎖。

    ｃｙ７ｃ１４４芯片提供８個信號燈，每個信號燈的存儲單元為８×２ｋ位。對信號燈進行操作時，片選信號（ｃｅｌ、ｃｅｒ）應為高電平，信號燈使能信號（ｓｅｍｌ、ｓｅｍｒ）為低電平。ａ０～ａ２表示信號燈地址，數據線最低位ｉ／ｏ０代表信號燈的值。對存儲單元存取的一般過程如圖２所示。

    ２．３ 中斷防沖突方式

    雙口ｒａｍ中最高地址的兩個存儲單元可以作為信箱使用，左右兩端可以同時對它進行操作。其中最高地址為右端口的信箱，次高地址為左端口信箱。以ｃｙ７ｃ１４４芯片為例，偏移地址１ｆｆｅｈ為左端口信箱，偏移地址１ｆｆｆｈ為右端口信箱。右端口寫入左端口信箱１ｆｆｅｈ時，左端口的信號ｉｎｔｌ將變為低，左端口讀自己的信箱１ｆｆｅｈ時，信號ｉｎｔｌ將重新為高；