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　　球形机器人控制系统双处理器通信接口方案的选择

　　笔者在研究过程中曾仔细分析过双DSP架构的硬件结构，发现C6000与C2000硬连接的接口方式可以多种多样，如串口(UART)连接、USB连接、以太网(Ethernet)连接、HPI并行连接、I2C总线连接等。这些方式各有优缺点和各自的适应场合，须考虑自身功能和外部环境的需求来合理选择。表1给出了上述几种信号传输接口的各自性能比较。

　　从表1中可以看出，I2C为片内总线接口，其接口连接简单可靠，非常适合于短距离高效通信。注意到DM6437和F28015片上都拥有I2C模块，且将双DSP做在同一块PCB板上可以大大减小控制板卡的尺寸，降低电磁干扰，提高整个系统的可靠性。采用这样的硬件设计思路后，片内总线就应该成为首选的通信方式了。而I2C通信是一种很简捷高效的片内总线，其不占用芯片额外资源，除了通信可靠性高外，该接口的硬件设计难度也较小，因此，新型球形机器人控制系统最终确定I2C接口为双DSP的通信接口方式。

　　球形机器人控制系统的接口设计

　　I2C总线介绍

　　I2C总线(Inter IC Bus)是一种用于IC器件之间连接的二进制总线。它通过SDA(串行数据线)及SCI(并行时钟线)两根线，在连到总线上的器件之间传送数据。它根据地址识别每个支持I2C接口的器件。

　　I2C总线的基本结构

　　采用I2C总线标准的I2C器件，其内部不仅有I2C接口电路，而且实现了将内部各单元按功能划分为若干相对应独立的模块，通过软件寻址实现片选，减少了器件片选线的连接。CPU不仅能通过指令将某个功能单元挂靠和摘离总线，还可对单元的工作状况进行检测，从而实现对硬件系统简单和灵活的扩展和控制。I2C接口电路结构如图2所示。

　　I2C总线上的时钟信号

　　在I2C总线上传送信息时的时钟同步信号是由挂接在SCL时钟线上的所有器件的连接“与”完成的。SCL线上由高电平到低电平的跳变将影响到这些器件，一旦某个器件的时钟信号下跳为低电平，将使SCL线上一直保持低电平，使SCL线上的所有器件开始低电平期。此时，低电平周期短的器件的时钟由低至高的跳变并不能影响SCL线的状态，于是这些器件将进入高电平等待的状态。

关键词： 控制系统 DSP 通信接口 TMS320F28015 I2C总线 201007