2.3 UCD3138 軟件中的數據處理

　　截止到上節，用戶可以在GUI 中新增一條信息欄并輸入數據，然后通過對應的PMBUS 命令，將該數據傳輸到UCD3138 中。但為了使UCD3138 接收該數據并調整相應的模擬比較器閾值，還需要修改UCD3138 的軟件。

　　（1）、定義變量和結構體

　　如下代碼，定義了新的結構體變量PMBUS_DCDC_CONFIG，包含成員iout_oc_fault_limit 和reserved。隨后定義了該結構體類型的外部變量pmbus_dcdc_config 和pmbus_dcdc_config_translated，分別用于接收和保存GUI 傳輸到UCD3138 的數據和格式轉換后的數據。

　　typedef struct

　　{

　　Uint16 iout_oc_fault_limit;

　　Uint16 reserved;

　　}PMBUS_DCDC_CONFIG; //must be even number of int16

　　EXTERN PMBUS_DCDC_CONFIG pmbus_dcdc_config［1］;

　　EXTERN PMBUS_DCDC_CONFIG pmbus_dcdc_config_translated［1］;

　　（2）、創建新的PMBUS 讀與寫函數

　　由于從GUI 傳輸過來的數據的首個字節是對應的PMBUS 命令的代碼， 如0x46， 并會存放在pmbus_buffer［0］中。因此，可以在函數 pmbus_write_message（）中創建新的case 語句，并返回一個新創建的函數pmbus_write_iout_oc_fault_limit（），該新函數用來處理接收到的數據。這樣就實現了一旦 UCD3138 接收到新的數據后，且該數據是用戶重新編輯的“輸出過流保護點”信息，則就會調用pmbus_write_iout_oc_fault_limit（）函數進行處理。

　　switch （pmbus_buffer［0］）

　　{

　　case 0x46：

　　return pmbus_write_iout_oc_fault_limit（）;

　　}

　　同時， 也需要在函數pmbus_read_message（） 中創建新的case 語句， 并返回一個新創建的函數pmbus_read_iout_oc_fault_limit（），用來返回接收到的信息到GUI 中，以確保信息傳輸正確。這種讀取后再返回驗證的操作是PMBUS 協議的規定。

　　switch （pmbus_buffer［0］）

　　{

　　case 0x46：

　　return pmbus_read_iout_oc_fault_limit（）;

　　}

　　（3）、數據處理函數的設計

　　◎ 接收數據處理函數pmbus_write_iout_oc_fault_limit（）

　　該函數用來接收來自GUI 的數據，并將該數據的格式由Linear Data Format 轉換為浮點型數據，最后強制轉換為整數型賦給模擬比較器。關鍵代碼分析如下：

　　上文提到，來自GUI 的數據的首字節是對應的PMBUS 命令代碼。隨后的兩個字節便是Linear Data 格式的數據。將該數據保存在pmbus_dcdc_config 結構體的iout_oc_fault_limit 成員中，如下代碼所示。

　　Pmbus_dcdc_config［0］.iout_oc_fault_limit = pmbus_buffer［1］ + （pmbus_buffer［2］ 《《 8）;

　　下面代碼是調用格式轉換函數linear11_to_float（），將上面接收到的數據轉換為浮點型數據。

　　local_variable = linear11_to_float（pmbus_dcdc_config［0］.iout_oc_fault_limit）;

　　由于轉換后的浮點型數據與最終需要賦給模擬比較器閾值的數據存在一定的比例，需要一個轉換系數（scaler）。縮放后存放在pmbus_dcdc_config_tanslated 結構體的iout_oc_fault_limit 成員中。

　　pmbus_dcdc_config_translated［0］.iout_oc_fault_limit = （int）（local_variable*2.54）;

　　最終該值賦給模擬比較器的閾值，用來做快速保護。

　　FaultMuxRegs.ACOMPCTRL0.bit.ACOMP_B_THRESH=pmbus_dcdc_config_translated［0］.iout_oc_fault_limit;

　　◎ 返回數據處理函數pmbus_read_iout_oc_fault_limit

　　該函數用來返回UCD3138 軟件接收的數據到GUI 中，以使GUI 將寫入和讀取的數據做比較（比較判斷等操作在GUI 軟件中完成） ， 保證數據正確。該函數調用pmbus_read_two_byte_handler（） 將保存在Pmbus_dcdc_config［0］.iout_oc_fault_limit 的數據返回到GUI。關鍵代碼如下：

　　pmbus_read_two_byte_handler（pmbus_dcdc_config［0］.iout_oc_fault_limit）;

　　而在pmbus_read_two_byte_handler（）函數中的關鍵代碼為：

　　pmbus_buffer［1］ = value 》》 8;

　　pmbus_buffer［0］ = value & 0xff;

　　pmbus_buffer 字節中的數據會最終上傳到GUI 軟件中。

　　（4）、數據轉換函數的設計

　　◎ Linear Data Format 數據格式

　　上文提到，來自GUI 的數據遵循PMBUS 協議，其格式為Linear Data Format。如圖5，其低11 位為“尾數”，以補碼形式保存；高5 位為“指數”，亦是以補碼形式保存。該數據與實際數據的關系為：X=Y× 2N 。

　　圖 5：PMBUS 協議中的Linear Data Format

　　◎ ARM 編譯器中的浮點型數據

　　如圖6，為ARM 編譯器中對單精度浮點型數據的存儲格式。其最高位為符號位，接下的8 位為指數，后面的23 位為尾數。在編譯器中定義的浮點數據，將以該格式存儲在硬件存儲空間。

　　圖 6：ARM 編譯器中的浮點型數據格式

　　◎ 定義結構體和聯合體

　　如下， 定義了結構體FLOAT_ELEMENTS ， 用以保存上文提到的浮點型數據。還定義了聯合體FLOAT_OPEN，成員包括浮點型數據“all”和結構體類型數據“bit”，用以保存轉換完畢的浮點型數據。

　　struct FLOAT_ELEMENTS {

　　Uint32 SIGN:1;

　　Uint32 EXPONENT:8;

　　Uint32 MANTISSA:23;

　　};

　　union FLOAT_OPEN {

　　float all;

　　struct FLOAT_ELEMENTS bit;

　　Uint32 word;

　　};

　　◎ 轉換函數linear11_to_float（）

　　該函數完成將來自GUI 的Linear Data Format 格式的數據轉換為浮點型數據，并作為返回值返回。包含的關鍵代碼如下。

　　定義變量，包括整型“mantissa”和“exponent”及結構體變量“final”。

　　int16 mantissa， exponent;

　　union FLOAT_OPEN final;

　　下面代碼完成對輸入參數的分析，并擴展到16 位。如果輸入參數的尾數是負值，前5 位補1；如果是正值，前5 位補0。

　　if（linear11 & 0x0400）// if mantissa is negative

　　{ mantissa = linear11 | 0xfc00; //put it in there at minimum mantissa }

　　else

　　{ mantissa = linear11 & 0x07FF; }

　　下面代碼首先是將mantissa 左移16 位（16+16=32），以使其數據長度符合單精度浮點型數據的長度，然后exponent 減去16，保證了原始數據的大小沒有變化。

　　final.all = （（int32）mantissa） 《《 16; //set it up for minimum exponent.

　　exponent = （linear11 》》 11） - 16; //get exponent to match shifted value

　　下面代碼首先判斷單精度浮點型的指數是否為負。如果是負，則改寫其為零，原因是對應的“輸出過流保護點”不會出現負值；如果是正，則將指數信息放置在單精度浮點型數據的指數位置。

　　if（（final.bit.EXPONENT + exponent） 《 0）//if it‘s so low it will wrap

　　{ final.bit.EXPONENT = 0; }

　　else

　　{ final.bit.EXPONENT = final.bit.EXPONENT + exponent; }

　　上述操作完畢后，final.all 中就保存了轉換后的浮點型數據，因此可以作為返回值返回。

　　return final.all;