在系统编程(ISP)技术是一种在用户设计的目标系统或印刷电路板上进行编程的技术,它允许工程师直接在最终的硬件上重新配置逻辑或实现新的功能。这种方式不仅简化了生产流程,而且能够让硬件设计变得更加灵活和软件化。通过ISP技术,可以利用同一硬件实现多种系统功能,进行电路板级测试,以及通过远程接口实现系统的维护和升级。
在系统编程技术的应用领域中,LonWorks现场总线技术是美国Echelon公司于1991年推出的局部操作网络技术,它引入了网络概念到控制系统中,使得控制系统变得更加高效、灵活,易于维护和扩展。Neuron芯片是LonWorks节点的核心部分,它管理通道并具备输入/输出和控制功能。Neuron芯片主要包括3120和3150两大系列,其中3150芯片有更大的寻址空间,可以访问外部存储器接口,适合开发复杂的应用系统。Neuron芯片内部固化了LonTalk通信协议,以确保节点间的可靠通信和互操作性。
控制节点的硬件结构包括应用CPU、I/O处理单元、通信处理器、收发器和电源。Neuron芯片是通信和控制的中心,它通过编程器下载固件,应用程序可以通过编程器或通过Lon网络下载。在系统编程的软件实现方面,可以使用Lattice公司的ispLSI器件为例,这些器件具有编程所需的E2CMOS单元阵列。编程过程涉及将数据按行装载到数据移位寄存器,并通过编程脉冲将数据写入阵列的对应行。
JEDEC文件是电子器件工程联合会制定的标准格式,用于存储器件编程信息,而Lattice公司制定了ISP数据流文件(ispSTREAM),该格式大幅减小了数据文件的存储空间。在执行ISP之前,需要使用ispCODE软件将编程信息转换为ispSTREAM文件,以便与NeuronC语言源代码融合。
NeuronC编程语言是专为Neuron芯片设计的编程语言,它从ANSIC中派生,并扩展以支持Neuron芯片固件提供的各种运行特性。NeuronC语言具有高编程效率和可读性,支持通信、事件调度、分布数据对象和I/O功能,非常适合用于LonWorks网络控制系统开发。
在系统编程技术的发展中,EDA工具的普及和ISP器件的成熟度提升,使得硬件设计和软件化相结合,为控制系统的设计和升级带来了便捷和灵活性。这些技术的应用不仅提升了产品的质量,也为工程师在设计和维护阶段提供了强大的工具。随着技术的不断进步和应用领域的扩展,预计在系统编程技术在未来将会在更多领域发挥关键作用。