基于FPGA的CAN總線控制器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、CAN(Controller Area Network)總線是當(dāng)前自動(dòng)控制領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛的一種現(xiàn)場(chǎng)總線。它是一種全數(shù)字、多主機(jī)的異步串行總線，在OSI七層模型中僅定義了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。由于其具有高效的報(bào)文濾波機(jī)制、錯(cuò)誤檢測(cè)和通信恢復(fù)機(jī)制、通信距離隨波特率可調(diào)以及便利的應(yīng)用層接口等特點(diǎn)，CAN總線目前除了在汽車工業(yè)、工業(yè)控制、智能化小區(qū)等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用外，更是朝著更多的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展。
　　市面上存在的CAN總線控制器芯

2、片都是標(biāo)準(zhǔn)訂制的，接口固定，不易集成到嵌入式系統(tǒng)中。目前FPGA在嵌入式設(shè)計(jì)領(lǐng)域中占據(jù)著越來越重的地位，目前更是提出了軟硬雙可編程的要求，軟核進(jìn)入FPGA已成為嵌入式發(fā)展的需要。因此將功能標(biāo)準(zhǔn)化了的CAN總線控制器設(shè)計(jì)成軟核放入IP庫可以很好的滿足這個(gè)要求。同時(shí)接口部分可以進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)，以滿足不同的嵌入式需求。
　　本文對(duì)CAN總線控制器進(jìn)行了前端設(shè)計(jì)，用VHDL完成了CAN2.0A協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層的RTL設(shè)計(jì)?？刂破鞑捎米皂斚蛳碌?/p>

3、設(shè)計(jì)方法。即先將控制器分解為既相互獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)的功能模塊，再進(jìn)一步闡述各功能模塊的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)流程。本設(shè)計(jì)將控制器分解為三大模塊:寄存器控制模塊、位時(shí)序邏輯模塊和位流處理器模塊。為提高FPGA功能集成度，控制器沒有采用傳統(tǒng)的51接口，而是采用Xilinx的8位嵌入式軟核PicoBlaze的接口。寄存器模塊的設(shè)計(jì)參考了PHILIPS公司的SJA1000。位時(shí)序邏輯主要實(shí)現(xiàn)了位定時(shí)和同步功能。位流處理器由主體部分、CRC校驗(yàn)子模塊、驗(yàn)收