1 引言

　　近年來，隨著通訊技術．網絡技術和半導體技術的飛速發(fā)展，智能儀器儀表系統(tǒng)的設計步入了嶄新的時代。其中，實現Intenet接入是當前智能儀器儀表系統(tǒng)發(fā)展的熱點領域和重要方向。

　　ISP(In System Programmability)在系統(tǒng)可編程技術對于實現智能儀器儀表系統(tǒng)基于TCP／IP協(xié)議的Internet接入具有重要的意義。所謂“在系統(tǒng)可編程”是指對器件、電路甚至整個系統(tǒng)進行現場升級和功能重構的能力。這種重構可以在實驗開發(fā)過程中，制造過程中甚至是在交付用戶使用之后在現場或通過Internet進行。

　　利用ISP技術，能夠使得儀器儀表的硬件系統(tǒng)不再是純粹的固定結構，而是具備某些軟件特性的靈活結構，甚至可以在運行狀態(tài)下根據需要重新配置功能。由于模擬集成芯片制造工藝的復雜性，當前ISP技術主要應用在數字系統(tǒng)設計中，如美國Xilinx公司的FPGA／CPLD等均支持ISP技術。1999年末，美國Lattice公司率先在制造工藝上取得突破，推出了ispPAC(In System Pro．grammable Analog ICs)，將ISP技術引入到了模擬系統(tǒng)中，給智能儀器儀表系統(tǒng)的沒計帶來了革命性的變化。

　　結合ISP技術通過Internet將智能儀器儀表系統(tǒng)接入Internet，就可以方便地實現對儀器儀表的遠程監(jiān)視、控制、維護、升級和工業(yè)自動化。

　　2  儀器儀表系統(tǒng)基于ISP技術的設計思想

　　通過充分利用當前最先進的ISP技術，我們所設計的智能儀器儀表系統(tǒng)不僅要具備系統(tǒng)級現場可編程的能力，而且能夠通過Intemet實現基于TCP／IP協(xié)議的系統(tǒng)功能遠程動態(tài)重構、現場升級和通訊互訪。

　　一般來說，智能儀器儀表系統(tǒng)大都可劃分為3個模塊：CPU、模擬系統(tǒng)和數字邏輯系統(tǒng)等。這里，我們結合。Analog Device公司最新推出的具有模擬功能的ADuC2812 MCU，Philips率先在業(yè)界推出的支持Internet接入的16位MCU，Lattice公司最新推出的ispPAC和Xilinx公司的FPGA／CPLD來具體討論實現ISP和Internet接入的智能儀器儀表系統(tǒng)的設計。

　　3儀器儀表系統(tǒng)的CPU與ISP技術

　　CPU是智能儀器儀表系統(tǒng)的靈魂。智能儀器儀表系統(tǒng)的整體性能很大程度上取決于CPU的先進性和靈活性。

　　隨著半導體技術的發(fā)展，陸續(xù)出現了不少增強型的CPU。由于CPU的ISP技術對于實現系統(tǒng)網絡化和遠程監(jiān)控具有決定性的意義，同時由于8位MCU在當前智能儀器儀表系統(tǒng)中應用的廣泛性，我們主要結合支持ISP技術的AnalogDevice公司的8位Mcu(ADuC812)來討論ISP技術的應用。

　　3．1  ADuC812的結構和性能

　　Analog Device公司的ADuC812由與8051兼容的內核、存儲器．片內外圍設備、電源單元和模擬單元等部分構成。與805l兼容的內核額定上作頻率為12MHz(最大16MHz)，3個16位定時器／計數器，功能包括看門狗定時器WDT、電源監(jiān)視器PSM以及高速ADC。至RAM捕獲DMA控制器。片內有8K字的閃速／電擦除程序存儲器，640字的閃速／電擦除數據存儲器和256字節(jié)片內數據RAM．支持16M字節(jié)外部數據尋址空間和64K字節(jié)外部程序尋址空間，為多處理器接口和I／O擴展提供了32條可編程的I／O總線，端口3有高電流驅動能力，同時具有標準的UART串行端口和可配置的12C或SPI接口。

　　模擬單元包括8通道、高速(200KSPS)自校準12位ADC、片內40PPM／℃的電壓基準、兩個12位電壓輸出DAC和片內溫度傳感器等�？伸`活地構建功能強人的12位數據采集系統(tǒng)。

　　MCU內核和模擬轉換器二者均有正常、空閑和掉電工作模式，提供了適合于低功耗應用的靈活的電源管理方案。

　　3．2  ADuC812的ISP在系統(tǒng)編程

　　ADuC812通過標準UART串行接口實現程序代碼的下載(在系統(tǒng)編程)，用戶在ADuC812串行下載模式下可以將程序代碼通過Pc機的串口下載到芯片程序存儲器中。

　　在ADuC812之后，AnalogDevice公司又推出了支持ISP技術的16位和24位精度的模擬McuADuC816及ADuC824等