5.3 Модуль sci последовательного коммуникационного интерфейса
5.3.1 Модуль последовательного коммуникационного интерфейса используется для связи контроллера с асинхронными периферийными устройствами с использованием стандартного формата NRZ (без возврата к нулю). Модуль содержит три канала SCI-A, CSI-B, CSI-C, каждый из которых выполняет функции 2-проводного последовательного асинхронного интерфейса, широко известного как UART.
Позволяет работать по двухпроводной шине как в полудуплексном, так и в дуплексном режиме; содержит независимые FIFO на прием и передачу с глубиной 16 уровней. Скорость обмена программируемая, возможны 216 различных частот.
5.3.2 Особенности модуля:
- два внешних вывода (могут использоваться как GPIO):
SCITXD – выход передатчика;
SCIRXD – вход приемника;
- формат данных:
Один стартовый бит;
Длина слова данных от 1 до 8 бит;
Дополнительный бит четности;
Один или два стоповых бита;
- 4 флага ошибки: четность, переполнение, кадрирование, обрыв;
- двойное буферирование приема и передачи.
Каждый канал управляется набором из 13 регистров (8-разрядных), которые расположены в периферийном фрейме 2 начиная с адреса 7050h, 7750h, 7770h, соответственно.
5.3.3 Блок-схема модуля SCI и основные связи между его узлами приведены на рис.5.3.
Рис.5.3. Блок-схема модуля SCI
Модуль содержит следующие узлы:
- передатчик ТХ и входящие в него регистры:
SCITXBUF – буферный регистр передаваемых данных, загружается из CPU;
TXSHF – сдвиговый регистр передатчика, выдает побитно данные на выход
SCITXD;
- приемник RХ и входящие в него регистры:
RXSHF – сдвиговый регистр приемника, принимает побитно данные со
входа SCIRXD;
SCIRXBUF – буферный регистр принимаемых данных, хранит данные для
чтения CPU;
- программируемый генератор;
- регистры управления и статуса, размеченные в памяти данных;
5.3.4 Принцип действия
Обмен данными происходит в формате NRZ (без возврата к нулю). Формат данных NRZ включает:
Один стартовый бит;
От 1 до 8 бит данных;
Дополнительный бит четности;
Один или два стоповых бита;
Дополнительный бит адресации (только в режиме с адресным битом).
Базовая единица информации содержит от 1 до 8 бит данных и в интерфейсе называется символом. Символ и служебные биты образуют фрейм. Состав фрейма программируется в регистре SCICCR.
Приемник и передатчик могут работать либо независимо, либо одновременно.
Каналы могут работать в асинхронном коммуникационном режиме и в многопроцессорном режиме.
В многопроцессорном режиме на линии должен быть только один передатчик, но несколько приемников. Адрес требуемого приемника содержится в первом байте блока информации, который принимается всеми приемниками. Приемник, у которого адрес совпал с хранящимся в памяти, принимает последующие байты информации.
В асинхронном коммуникационном режиме период тактовых импульсов SCICLK интерфейса устанавливается в 8 раз меньше длительности передачи бита. Приемник опознает стартовый бит сообщения, если после паузы на вход приходит 0 в течение 4 периодов SCICLK подряд. Состояние последующих битов приемник оценивает, беря три выборки в средине временного интервала передачи бита (4-й, 5-й и 6-й такты SCICLK) и сравнивая их мажоритарно – по двум из трех. Поскольку приемник самосинхронизируется с принимаемым фреймом, нет необходимости в синхронизации приемника и передатчика, которые имеют собственные тактовые генераторы.