[实用新型]基于三元内容寻址存储器通用现场总线接收机

说明书

技术领域

本实用新型涉及现场总线通讯控制技术，具体地说是一种基于三元内容寻址存储器的通用现场总线接收机。

背景技术

通讯控制器芯片是现场总线系统的核心器件之一，主要用于对总线上的信号进行解码和编码。目前现场总线国际标准中定义了多种现场总线通讯协议，其中许多协议使用了曼彻斯特编码，但各种协议中对物理层协议数据单元的格式及前导码、起始定界符、结束定界符的定义不同，现有商业化现场总线接收电路都是基于普通逻辑电路实现的，一般只能用于一种协议数据的接收。由于各种现场总线协议的应用领域不同，用于单一通讯协议的芯片市场空间相对较小，设计成本占芯片总成本比例偏高。从硬件上看，各种现场总线系统的主要区别在于通讯控制器，而其核心是曼彻斯特编码数据接收电路，如果该电路对各种协议通用，则能设计出通用现场总线通讯控制器和片上系统。

实用新型内容

为了拓展产品的市场空间、降低重复开发费用，本实用新型的目的是提供一种面向所有使用曼彻斯特编码的现场协议的基于三元内容寻址存储器(TCAM)的通用现场总线接收方法及接收机。采用本实用新型可通过向其中的随机寻址存储器(RAM)阵列写入不同的数据，实现各种现场总线协议数据的接收过程。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是包括：

位同步电路，根据指定的通讯协议配置信息对串行输入数据进行位同步，建立有效数据采样点信息；

采样点生成电路，接收位同步电路有效数据采样点信息，并根据指定通讯协议配置信息产生两输出信号，一路将采样后数据作为移位寄存数据；另一路提供接收数据脉冲个数给计数控制，每产生一位移位寄存数据的同时产生一个脉冲信号；

极性矫正电路，根据指定的通讯协议配置信息，判断串行输入数据极性，进行极性矫正，传输极性信息至移位寄存；

移位寄存器，根据极性信息，将采样后的串行输入数据，转换为并行数据；

输入寄存器，在时序的控制下对移位寄存器内的并行数据进行缓存；

计数控制电路，接收采样点生成电路的脉冲信号，根据指定的通讯协议配置信息中的接收位数数据实现对移入移位寄存器的位数独立的定时计数；当接收到协议配置信息的指定位数数据即满足定时的数据后，发出时序控制的启动信号，产生指定的通讯协议的控制信息；

时序控制电路，按照计数控制电路的指定的通讯协议的控制信息，产生与指定的通讯协议相应的配置信息，并传递至输入寄存器和状态寄存器，同时产生与指定的通讯协议相应的时序控制信息；

可编程状态机，为三元内容寻址存储器阵列通过优先管理与双口RAM阵列相结合结构，其中三元内容寻址存储器阵列在时序控制下将接收的输入寄存器的并行数据与期待的协议信息进行匹配运算，即判断来自输入寄存器的并行数据是否为协议规定的特殊符号，将匹配得出的合法数据经优先级管理作为双口RAM阵列的“字”线输入给双口RAM阵列；在时序控制下，优先级处理电路的输入连接三元内容寻址存储器阵列的输出，用于在三元内容寻址存储器阵列有多个有效输出时，确定出唯一有效的输出，优先级处理电路的输出直接连接双口RAM阵列的“字”线；双口RAM阵列存储外部设备主处理器输入的可编程的、对应于三元内容寻址存储器阵列的状态信号和用于数据通道电路(如：位同步电路，采样点生成电路，极性矫正电路，计数控制电路)的控制信号，在时序控制下将优先级管理电路输入的来自三元内容寻址存储器阵列的合法数据作为“字”线输入，实现“位”线输出下一次匹配运算需要使用的、三元内容寻址存储器阵列的、协议信息所在的区域状态信息和下一次需要的接收位数数据等作为状态寄存数据和输出状态信息；

状态寄存器，时序控制下将双口RAM阵列中状态信息反馈到三元内容寻址存储器阵列中，决定当前期待接收到的信息；

输出寄存器，接收双口RAM阵列的输出状态信息，即指定的通讯协议配置信息，作为控制信号，一路作为接收位数数据输出至计数控制电路，一路驱动位同步电路，确定接收串行协议数据的步数，一路至极性矫正电路，用于极性判断，另一路至采样点生成电路，构成所需要的可编程状态机内容决定了需要接收的数据的位数的功能。

所述三元内容寻址存储器阵列采用“或非”型或者“与非”型双三元内容寻址存储器阵列。