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本帖最后由 neqee 于 2018-12-3 10:43 编辑
这篇文章也许现在对你没什么用,但以后需要的时候希望能帮到你.
之前在论坛也有很多人讨论过长距离通信的最佳方案,希望能找到一种传输距离几十米,速度不要太慢,但又不需要太快,稳定可靠又简单的通信方法,我个人认为非SPI莫属,不过需要将SPI转换成差分信号传输才能做到稳定可靠的超长距离通信。相比之下,RS232、RS485、Can速度太慢, I2C、UART速度不行距离更不行,Ethernet、USB应用复杂成本高而且不够稳定可靠。
SPI作为同步、单向通信接口,时序严谨,支持推挽驱动,支持驱动缓冲,就算不转换为差分传输,如果布线和对地阻抗做地好的话,比如使用灰排线并且每根信号用地间隔,18MHz时钟频率,一般环境下,2米距离通信完全没有问题;但如果是强干扰环境,超远距离通信,就必须考虑将TTL信号转为差分传输,而常用、简单、高速、低成本的差分传输是LVDS:
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2018-12-3 10:29 上传
SPI作为同步、单向、推挽串行高速接口,它的扩展性和可转换性是非常强大的,我在想,以后工控设备主机是不是可以像串口DB9那样配备一个这样的"DVI接口"呢?
这篇文章也许现在对你没什么用,但以后需要的时候希望能帮到你.
之前在论坛也有很多人讨论过长距离通信的最佳方案,希望能找到一种传输距离几十米,速度不要太慢,但又不需要太快,稳定可靠又简单的通信方法,我个人认为非SPI莫属,不过需要将SPI转换成差分信号传输才能做到稳定可靠的超长距离通信。相比之下,RS232、RS485、Can速度太慢, I2C、UART速度不行距离更不行,Ethernet、USB应用复杂成本高而且不够稳定可靠。
SPI作为同步、单向通信接口,时序严谨,支持推挽驱动,支持驱动缓冲,就算不转换为差分传输,如果布线和对地阻抗做地好的话,比如使用灰排线并且每根信号用地间隔,18MHz时钟频率,一般环境下,2米距离通信完全没有问题;但如果是强干扰环境,超远距离通信,就必须考虑将TTL信号转为差分传输,而常用、简单、高速、低成本的差分传输是LVDS:
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SPI作为同步、单向、推挽串行高速接口,它的扩展性和可转换性是非常强大的,我在想,以后工控设备主机是不是可以像串口DB9那样配备一个这样的"DVI接口"呢?
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跟 MCU 采样 UART 相似，都是用更高的频率来采样：
STM32 一般是固定 16x 倍频采样，部分型号支持 8x 倍频采样，不过该频率是独立产生，波特率生成计数器不会同步 开始位 的下降沿，优点是方便，节省资源。
cdbus_ip 采用的是动态倍频采样，可以指定任意大于等于 4x 的倍频采样，波特率生成计数器会在 开始位 的下降沿清零同步，优点是波特率计算方便、速率高、各节点同步性好。
（cdctl-b 主频默认是 40MHz，÷4x = 10Mbps，÷5x = 8Mbps 以此类推。）
固定倍频采样还方便多次采样，譬如 STM32 固定在中间的位置采样 3 次，以判断数据是否受到干扰；
而带完整协议的 cdbus_ip 每个 bit 只采样 1 次，最后通过 CRC 字段校验整个帧。
默认的校验机制你可以参考 cdbus_ip 文档中的动图，发送方 MCU 把不含 CRC 的一帧数据写入 cdbus_ip， cdbus_ip 在发送数据的时候计算 CRC 并在一帧的最后两个字节把生成的 CRC 发送出去；
接收方的 cdbus_ip 在接收包含 CRC 的完整一帧数据后，判断 CRC 是否正确，正确的话通知用户有新的待读数据，错误的话会置位接收错误位，告诉用户数据出错。
（只有在完整收到两个字节及以上的错误数据才可以置位接收错误位，因为 CDBUS 协议第二个字节是目的地址，至少要接收到它。）
（如果启用出错也保存的模式，收到的错误数据依然可以保存下来被 MCU 读取分析。）
如果 cdbus_ip 所在的器件离 MCU 距离较远，担心 SPI 端数据出错的话，可以启用用户 CRC 模式，这种方式下，发送方 MCU 需要把包含 CRC 在内的完整的一帧数据写入 cdbus_ip,
如果 SPI 传输时数据出错，该帧依然会发送出去，只不过接收方会检测到 CRC 错误，从而不会使接收端 MCU 误操作。
CRC 校验出错不会硬件自动重发，需要用户程序自行处理。（另有可选的上层 CDNET 协议栈可以在出错超时后负责重传。）
单片机不用理会总线状态，只要把一帧数据写入 cdbus_ip, 之后cdbus_ip 会自动尝试发送数据，发送完成之后，发送帧所在的内存页面会被硬件释放，
如果有更多数据等待启动发送，则可以使能对应的中断，cdbus_ip 有一个中断脚接到 MCU, 在中断处理程序中启动 SPI 的 DMA 操作，包括读取状态、搬运数据、启动发送等。
具体可以参考 DMA 操作 CDCTL SPI 的库代码：https://github.com/dukelec/cdnet/blob/master/dev/cdctl_it.c
（简单应用的话可以不用中断和 DMA, 在主循环中通过 SPI 访问 cdbus_ip 即可。）
（发送数据的内存页面是乒乓操作，下一帧的数据可以提前写入 cdbus_ip, 等待上一帧发送完毕，直接启动下一帧即可。）
已启动发送的帧，cdbus_ip 会不停的尝试发送，直到成功发送、发送错误、用户手动取消发送。
发送错误只存在 CDBUS-A 使能仲裁的模式下，如果首字节仲裁字段发送出去的数据为 0 而读回来的数据为 1 则置发送错误位并取消发送。
仲裁模式下，发生了仲裁，且因为自身优先级比其它节点低而暂缓发送，会置位冲突检测标志，但后续依然会不停的重试发送。
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