基于LonWorks的在系统编程技术

　　在系统编程ISP(In System Programming)是指在用户设计的目标系统或印刷电路板上为重新配置逻辑，或实现新的功能而对器件进行编程或反复编程。

　　随着EDA工具的普及和ISP器件的日益成熟，ISP技术也得到了越来越广泛的应用。ISP技术的应用使得硬件设计软件化，其显著优势体现在：简化生产流程;利用同一硬件结构实现多种系统功能，使之成多功能硬件;在不特殊电路板资源的情况下进行电路板级测试;边界扫描测试;通过Modem和ISP编程接口实现对系统的远程维护和升级。

　　对ISP器件的编程可通过PC机进行，利用1条编程电路(或称下载电缆)将准确定时的编程信号提供给该器件。但是，这种方法不能使各种器件的数据下载脱离EDA工具独立进行，真正意义上的在系统可编程难以实现。对于ISP器件的编程也可以通过微处理器的控制程序实现，这就为基于Neuron芯片的LON网络节点提供了应用空间。

　　Lon(Local Operating Networks)总线是美国Echelon公司1991年推出的局部操作网络，目前已广泛应用于测控网络中。LonWorks现场总线技术在控制系统引入了网络的概念。在该技术的基础上，可以方便地实现分布式的网络控制系统，并使得控制系统更高效、更灵活、更易于维护和扩展。利用分布的智能控制节点进行在系统编程无需编程电缆，而且能够充分地利用系统资源，简化编程操作，大大拓展了在系统编程技术的应用范围。

　　1 基于Neuron芯片的控制节点

　　1.1 Neuron芯片简介

　　Neuron芯片的LonWorks节点的核心部分，它既能管理通道，同时具有输入/输出以及控制等能力。该芯片主要包括Neuron 3120和3150两大系列。二者的区别是3150芯片中无部ROM，但拥有访问外部存储器的接口，寻址空间可达64KB，可用于开发更为复杂的应用系统，Noeuron芯片内部固化了完整的LonTalk通信协议，确保节点间的可靠通信和互操作。芯片内部有3个8位CPU协调工作，实现Lon节点的通信和控制功能;11个编程I/O口;5个网络通信端口提供3种工作方式;单端方式、差分方式和专用方式。

　　1.2 控制节点的硬件结构

　　Lon网络节点有2种类型：基于Neuron芯片的节点(Neuron芯片是唯一的处理器)和基于主机的节点(主处理器可以是微控制器、PC机等)。一个典型的现场总线控制节点的基本结构如图1所示，主要包含以下几个部分功能块;应用CPU、I/O处理单元、通信处理器、收发器和电源。无论哪种类型的节点都有1片Neuron芯片用于通信和/或控制、1个I/O接口用于连接1个或多个I/O设备，另外还有1个收发器负责将节点连接上网。