（海思技術(shù)部提供）
FT5000雙絞線智能收發(fā)器是美國(guó)埃施朗（Echelon ）公司新一代自由拓?fù)潆p絞線智能收發(fā)器。它是LONWORKS® 2.0 平臺(tái)中的關(guān)鍵產(chǎn)品——大大提高新一代LONWORKS 產(chǎn)品的性能和能力。
FT5000雙絞線智能收發(fā)器集成了一個(gè)高性能的Neuron®核和一個(gè)自由拓?fù)潆p絞線收發(fā)器。FT5000雙絞線智能收發(fā)器可以提供比上一代FT31x0雙絞線智能收發(fā)器性能更高的LonWorks 解決方案。
v 特性
u 工作電壓3.3V；
u 高性能的Neuron®核——內(nèi)部時(shí)鐘最高達(dá)8 0MHz ；
u 提供串行接口可連接低成本的外部EEPROM和Flash 非易失性存儲(chǔ)器；
u 支持至多 254 個(gè)網(wǎng)絡(luò)變量（NVs ）和127 個(gè)地址別名（Aliases）；
u 支持用戶可編程的中斷控制從而提高對(duì)外部事件的響應(yīng)時(shí)間；
u 包含帶有16 字節(jié)接收和傳輸FIFOs 的硬件UART；
u 7mm x 7mm 大小，48管腳 QFN封裝形式；
u 支持無(wú)極性自由拓?fù)洹⑿切?、菊花鏈型、總線型、環(huán)型或混合型拓?fù)洳季€；
u 兼容使用FT3120®/FT3150®智能收發(fā)器、FTT-10/FTT-10A/LPT -10/LPT-11 收發(fā)器的TP/FT -10信道；
u 12個(gè)I/O 管腳提供 35種可編程標(biāo)準(zhǔn) I/O 模式；
u 支持至多 42KB 應(yīng)用代碼空間；
u 更高性能的抗共模噪聲能力；
u 工作溫度為-40°C至+85°C ；
u 遵從ISO/IEC 14908 .1 和14908 .3 以及ANSI 709.1 和709.3 標(biāo)準(zhǔn)。
v 功能描述
FT5000雙絞線智能收發(fā)器由三個(gè)獨(dú)立的 8 位邏輯處理器組成，它們分別管理物理介質(zhì)訪問(wèn)控制層、網(wǎng)絡(luò)層和用戶應(yīng)用層。這些被稱為介質(zhì)訪問(wèn)控制（MAC）處理器、網(wǎng)絡(luò)（NET ）處理器和應(yīng)用（APP ）處理器（見圖 1 ）。即使在更高的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率下，也有第四個(gè)處理器來(lái)處理中斷。
圖1 ：FT5000 雙絞線智能收發(fā)器芯片結(jié)構(gòu)框圖
FT5000雙絞線智能收發(fā)器支持無(wú)極性星型、總線型、菊花鏈型、環(huán)型或者混合型拓?fù)洳季€（見圖 2）。和其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比，安裝人員不用嚴(yán)格地遵從布線規(guī)范自由安裝。自由拓?fù)洳季€可以快速地、更經(jīng)濟(jì)地安裝設(shè)備，從而為用戶節(jié)省了大量的設(shè)備安裝時(shí)間和安裝成本。同樣，由于消除了對(duì)布線路由、接線和設(shè)備放置的限制，從而使網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展變得更簡(jiǎn)單。
圖2：自由拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)配置圖
v 與原先產(chǎn)品的兼容性
FT5000雙絞線智能收發(fā)器完全兼容 TP/FT -10 信道，并且能夠和使用埃施朗公司FTT -10/FTT-10A 收發(fā)器、FT3120/FT3150 智能收發(fā)器，以及LPT -10/LPT-11鏈路電源收發(fā)器的設(shè)備相互通信。
FT5000雙絞線智能收發(fā)器內(nèi)部Neuron核和上一代Neuron核使用了相同的指令集和架構(gòu)，但額外增加了兩個(gè)新的指令用于硬件乘和除運(yùn)算。它兼容用于31x0 Neuron核產(chǎn)品系列所編寫的應(yīng)用程序。
FT5000雙絞線智能收發(fā)器使用全新的19 版本的Neuron固件。舊版本的固件不能用于FT5000 雙絞線智能收發(fā)器。Neuron固件預(yù)先寫在片上ROM中。
v 性能的提高
更快的系統(tǒng)時(shí)鐘
FT5000雙絞線智能收發(fā)器的內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘可以被配置工作在5MHz 至80MHz。外部使用一個(gè)10MHz的晶振，其內(nèi)部的PLL（鎖相環(huán)）電路將內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘速度提高頻率最大為80MHz。而上一代產(chǎn)品Neuron3120/3150 核則將外部晶振頻率進(jìn)行二分頻，用來(lái)創(chuàng)建內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘。因此，一個(gè)工作在80MHz內(nèi)部時(shí)鐘的FT5000 雙絞線智能收發(fā)器比一個(gè)10MHz 的Neuron3120/3150 核快 16倍。
FT5000雙絞線智能收發(fā)器的5MHz 系統(tǒng)時(shí)鐘模式可以兼容工作在10MHz FT3120/3150 智能收發(fā)器上的、并對(duì)時(shí)間嚴(yán)格要求的應(yīng)用程序。
FT5000雙絞線智能收發(fā)器中的Neuron核內(nèi)置一個(gè)硬件乘法和除法電路以提高算術(shù)運(yùn)算的速度。
支持更多的網(wǎng)絡(luò)變量
由于使用了19 版本的Neuron系統(tǒng)固件，因此對(duì)于一個(gè)將Neuron作為主處理器（也就是說(shuō)這個(gè)設(shè)備沒(méi)有其它主處理器）并使用FT5000 雙絞線智能收發(fā)器的設(shè)備，它的應(yīng)用程序可以支持最多254 個(gè)網(wǎng)絡(luò)變量（NVs ）和127 個(gè)地址別名（Aliases）。對(duì)于一個(gè)將Neuron作為主處理器但是使用31x0Neuron 芯片或智能收發(fā)器的設(shè)備，如果使用15版本或更早的Neuron固件，其應(yīng)用程序只能支持62個(gè)網(wǎng)絡(luò)變量和62個(gè)地址別名。
中斷
FT5000雙絞線智能收發(fā)器可由開發(fā)人員定義中斷應(yīng)用程序來(lái)處理異步中斷?？梢杂|發(fā)中斷的中斷源有：12個(gè)I/O 管腳中任意一個(gè)管腳的狀態(tài)變化，芯片上的硬件定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，或者芯片上的高性能的系統(tǒng)定時(shí)器。
應(yīng)用程序使用Neuron C 的“interrupt() ”語(yǔ)句來(lái)定義中斷條件和中斷任務(wù)。在任何時(shí)候只要中斷條件滿足，Neuron C程序就將執(zhí)行中斷任務(wù)。
FT5000 雙絞線智能收發(fā)器永遠(yuǎn)是主SPI 設(shè)備；任何外部NVM設(shè)備永遠(yuǎn)是從設(shè)備。FT5000 雙絞線智能收發(fā)器從串行存儲(chǔ)器接口能夠支持至多兩個(gè)SPI 從設(shè)備：一個(gè)EEPROM存儲(chǔ)器連接 CS0~管腳，一個(gè)Flash 存儲(chǔ)器連接 CS1~管腳（見圖 4）。FT5000 雙絞線智能收發(fā)器對(duì)于SPI EEPROM能夠支持 2 -字節(jié)尋址模式，但是不支持3 -字節(jié)尋址模式。FT5000 雙絞線智能收發(fā)器運(yùn)行SPI 協(xié)議的串行存儲(chǔ)器接口為2.5MHz，并支持SPI Mode0 。在Mode 0模式，時(shí)鐘的基值為0；在時(shí)鐘上升沿的時(shí)候讀數(shù)據(jù)，然后在時(shí)鐘下降沿的時(shí)候數(shù)據(jù)更新。大部分外部NVM能夠支持SPI Mode 0和3 。
所支持的存儲(chǔ)器設(shè)備FT5000 雙絞線智能收發(fā)器支持任何使用I2C 和SPI協(xié)議的、并滿足時(shí)鐘速率要求的以及尋址需求如上描述的EEPROM存儲(chǔ)器。 所有的EEPROM存儲(chǔ)器都有統(tǒng)一的寫入過(guò)程，但是Flash 存儲(chǔ)器由于制造商不同因此其寫入過(guò)程略有所不同。例如，有一個(gè)小型的庫(kù)存儲(chǔ)在外部EEPROM存儲(chǔ)器中，以便幫助系統(tǒng)成功的寫入到外部 Flash 存儲(chǔ)器中。
內(nèi)存映射
一個(gè)使用Neuron芯片的設(shè)備有64KB 的內(nèi)存映射。
一個(gè)Neuron C 應(yīng)用程序使用這個(gè)內(nèi)存映射組織其內(nèi)存和數(shù)據(jù)的存取訪問(wèn)，內(nèi)存映射是設(shè)備內(nèi)存的邏輯視圖，而不是物理視圖，因此Neuron芯片的處理器只能直接訪問(wèn)RAM。內(nèi)存映射將FT5000 雙絞線智能收發(fā)器的物理64KB RAM 劃分為以下類型的邏輯存儲(chǔ)器。
² 系統(tǒng)固件映像（存儲(chǔ)在片上ROM或外部 NVM）；
² 片上RAM或NVM；存儲(chǔ)器范圍內(nèi)每一地址空間都可以在設(shè)備硬件模板內(nèi)部進(jìn)行配置；非易失性存儲(chǔ)器表示外部NVM到RAM的區(qū)域映射；
² 片上RAM用于堆棧段和RAMNEAR 數(shù)據(jù)；
² 強(qiáng)制用于外部EEPROM 存儲(chǔ)配置屬性參數(shù)和非易失性應(yīng)用程序變量；
² 保留空間用于系統(tǒng)使用。
如果使用了一個(gè)64KB 外部串行EEPROM或Flash存儲(chǔ)器，通過(guò)對(duì)內(nèi)存映射中擴(kuò)展的NVM區(qū)域的定義，允許的最大應(yīng)用程序代碼存儲(chǔ)空間為42KB。另外剩下的16KB 空間可以用來(lái)存儲(chǔ)一個(gè)外部的系統(tǒng)固件映像，這可用于當(dāng)固件需要更新升級(jí)時(shí)使用。
v 存儲(chǔ)器設(shè)備的編程
由于FT5000 雙絞線智能收發(fā)器沒(méi)有任何片上用戶可存取訪問(wèn)的NVM，只有外部串行EEPROM 或Flash存儲(chǔ)器可以用于應(yīng)用程序和配置屬性參數(shù)的編程。存儲(chǔ)器可以使用以下方法進(jìn)行編程：
l 電路板上在線編程；
l 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)編程；
l 在焊接到電路板之前預(yù)編程。
v 噪聲抗干擾性
一個(gè)使用FT5000 雙絞線智能收發(fā)器的LONWORKS設(shè)備由兩部分組成：FT5000 雙絞線智能收發(fā)器和外部通信變壓器（FT-X3）。這個(gè)通信變壓器能夠在有高頻共模噪聲的非屏蔽雙絞線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中工作。正確的產(chǎn)品設(shè)計(jì)能夠在不需要對(duì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隔離的情況下，滿足EN 61000 -4 -6 規(guī)范中第三級(jí)的嚴(yán)格要求。通信變壓器同樣具備高抗磁能力，避免了大多數(shù)應(yīng)用中對(duì)磁保護(hù)罩的需求。FT5000雙絞線智能收發(fā)器和FT-X3通信變壓在設(shè)計(jì)上必須成對(duì)使用，因此在所有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中都要被采用。如果使用了不同于FT-X3 通信變壓器（或者FT-X1，或者FT-X2）的其它種類的變壓器，那么埃施朗公司不能保證FT5000 雙絞線智能收發(fā)器或者其他智能收發(fā)器能夠正常工作。
v 產(chǎn)品移植
對(duì)于使用上一代產(chǎn)品FT3120/3150智能收發(fā)器設(shè)計(jì)的產(chǎn)品可以轉(zhuǎn)換使用FT5000 雙絞線智能收發(fā)器。然而，由于FT3120/3150智能收發(fā)器和FT5000 雙絞線智能收發(fā)器在供電電壓和存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)上存在差異，因此原先的電路板的硬件設(shè)計(jì)需要轉(zhuǎn)換為FT5000 雙絞線智能收發(fā)器的硬件設(shè)計(jì)。 關(guān)于如何將原先FT3120/3150智能收發(fā)器的設(shè)計(jì)移植到FT5000 雙絞線智能收發(fā)器的更詳細(xì)信息，請(qǐng)參考《Series 5000 Chip Data Book》。
v 端到端的解決方案
通常一個(gè)使用FT5000 雙絞線智能收發(fā)器的設(shè)備需要電源、晶振、外部存儲(chǔ)器和 I/O 接口以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的控制（圖3為一個(gè)典型的使用FT5000 雙絞線智能收發(fā)器的設(shè)備）。
埃施朗公司為所有的構(gòu)件模塊提供所需的成功設(shè)計(jì)，和采用FT5000雙絞線智能收發(fā)器的低成本的、功能強(qiáng)大的產(chǎn)品。我們所提供的端到端的解決方案包括：
一整套全面的開發(fā)工具、網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備、路由器以及網(wǎng)絡(luò)工具。埃施朗公司的LonSupport™技術(shù)協(xié)助計(jì)劃還提供預(yù)先的產(chǎn)品設(shè)計(jì)審核服務(wù)、培訓(xùn)以及全球的技術(shù)支持服務(wù)。
圖3：采用 FT5000 雙絞線智能收發(fā)器的設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖
FT5000雙絞線智能收發(fā)器IC管腳配置圖
圖4 ：FT 5000 雙絞線智能收發(fā)器管腳分布圖
FT5000 雙絞線智能收發(fā)器IC管腳說(shuō)明 所有的數(shù)字輸入都是兼容LVTTL、低泄漏、5V允差。所有的數(shù)字輸出都有邊沿斜率限制以減少電磁干擾（EMI ）。
