本文關(guān)鍵詞：基于AMBA總線的eCAN控制器設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： CAN控制器 AMBA總線 片上系統(tǒng) 現(xiàn)場(chǎng)總線 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣

【摘要】：隨著汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展,汽車上應(yīng)用的電子單元數(shù)目不斷增加,汽車控制系統(tǒng)間通信的可靠性已經(jīng)成為汽車電子行業(yè)迫切需要解決的問(wèn)題。CAN總線是一種有效地支持多主控、多節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送的現(xiàn)場(chǎng)總線,它具有實(shí)時(shí)性強(qiáng),傳輸速率高,受干擾率低等優(yōu)點(diǎn),非常適合應(yīng)用于汽車電子和工業(yè)控制等領(lǐng)域�？刂破骶钟蚓W(wǎng)(Controller Area Network, CAN)是CAN總線協(xié)議的實(shí)現(xiàn),是將各個(gè)節(jié)點(diǎn)連接到總線網(wǎng)絡(luò)的重要環(huán)節(jié)。增強(qiáng)型控制器局域網(wǎng)(Enhanced Controller Area Network, eCAN)是一種增強(qiáng)型的控制器局域網(wǎng)。與CAN控制器相比,eCAN控制器增加了獨(dú)立的接收屏蔽、定時(shí)功能。本文結(jié)合CAN控制器的發(fā)展現(xiàn)狀,深入分析了目前國(guó)內(nèi)外CAN控制器的發(fā)展趨勢(shì),結(jié)合高級(jí)微控制器總線體系(Advanced Microcontroller Bus Architecture, AMBA)和CAN總線,完成基于AMBA總線的eCAN控制器設(shè)計(jì)。論文首先論述了AMBA總線和CAN總線協(xié)議,然后采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法將eCAN控制器劃分成寄存器控制邏輯、郵箱存儲(chǔ)控制邏輯、低功耗邏輯、接收濾波邏輯、發(fā)送控制邏輯、定時(shí)器管理邏輯、位時(shí)序邏輯、位處理邏輯八個(gè)模塊,其中定時(shí)器管理模塊是本文設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn),位時(shí)序和位處理模塊是本文設(shè)計(jì)的難點(diǎn),并用Verilog硬件描述語(yǔ)言(Hardware Description Language, HDL)對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行寄存器傳輸級(jí)(Register Transfer Level, RTL)描述,同時(shí)對(duì)各子模塊及頂層模塊進(jìn)行功能仿真,然后將設(shè)計(jì)的eCAN控制器下載到現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field Programmable Gate Array, FPGA)進(jìn)行原型驗(yàn)證,最后采用中芯國(guó)際55nm的工藝庫(kù)進(jìn)行邏輯綜合,在100MHz的時(shí)鐘頻率下,綜合后芯片面積為44453.353547μm2。本論文設(shè)計(jì)的eCAN控制器功能完善,性能可靠,達(dá)到了CAN2.0協(xié)議的各項(xiàng)要求,可以直接掛載在高級(jí)外設(shè)總線(Advanced Peripheral Bus, APB)上,在實(shí)際應(yīng)用中可將其直接應(yīng)用于CAN總線通信系統(tǒng)或作為外設(shè)嵌入到片上系統(tǒng)(System on Chip, SoC)中。因此本論文設(shè)計(jì)的eCAN控制器具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值和良好的發(fā)展前景。
【關(guān)鍵詞】：CAN控制器 AMBA總線 片上系統(tǒng) 現(xiàn)場(chǎng)總線 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 研究?jī)?nèi)容與設(shè)計(jì)指標(biāo)11-12
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容11-12
• 1.3.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)12
• 1.4 論文組織12-13
• 第二章 相關(guān)技術(shù)分析13-25
• 2.1 AMBA總線13-17
• 2.1.1 AHB總線13-15
• 2.1.2 APB總線15-17
• 2.2 CAN總線17-22
• 2.2.1 CAN總線的電氣特性17-18
• 2.2.2 CAN協(xié)議分層18-19
• 2.2.3 幀類型及幀結(jié)構(gòu)19-22
• 2.3 CAN總線的物理連接22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 eCAN控制器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)25-37
• 3.1 eCAN控制器的整體架構(gòu)25-26
• 3.2 控制和狀態(tài)寄存器26-29
• 3.3 eCAN的傳輸特性29-34
• 3.3.1 eCAN的初始化29-32
• 3.3.2 eCAN的配置32-33
• 3.3.3 中斷管理33-34
• 3.4 eCAN控制器的頂層框圖34-35
• 3.5 本章小結(jié)35-37
• 第四章 eCAN控制器的寄存器傳輸級(jí)設(shè)計(jì)37-67
• 4.1 寄存器控制模塊37-40
• 4.2 郵箱存儲(chǔ)控制模塊40-42
• 4.3 低功耗模塊42-44
• 4.4 接收濾波模塊44-46
• 4.5 發(fā)送控制模塊46-48
• 4.6 定時(shí)器管理模塊48-50
• 4.7 位時(shí)序模塊50-55
• 4.7.1 同步設(shè)計(jì)51-53
• 4.7.2 位定時(shí)設(shè)計(jì)53-54
• 4.7.3 采樣點(diǎn)和發(fā)送點(diǎn)的生成54-55
• 4.7.4 位時(shí)序RTL級(jí)電路圖55
• 4.8 位處理模塊55-65
• 4.8.1 位填充模塊57-58
• 4.8.2. CRC校驗(yàn)58-59
• 4.8.3 發(fā)送位處理模塊59-60
• 4.8.4 接收位處理模塊60-62
• 4.8.5 錯(cuò)誤管理邏輯62-64
• 4.8.6 位處理模塊的RTL級(jí)電路圖64-65
• 4.9 本章小結(jié)65-67
• 第五章 驗(yàn)證及結(jié)果分析67-79
• 5.1 功能驗(yàn)證67-71
• 5.1.1 仿真環(huán)境67
• 5.1.2 驗(yàn)證平臺(tái)67-68
• 5.1.3 驗(yàn)證結(jié)果分析68-71
• 5.2 FPGA驗(yàn)證及結(jié)果71-76
• 5.3 DC綜合與時(shí)序驗(yàn)證76-78
• 5.4 本章小結(jié)78-79
• 第六章 總結(jié)與展望79-81
• 6.1 總結(jié)79
• 6.2 展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-83
• 致謝83-85
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文85

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 吳鵬;汪秉文;;基于CAN總線的智能控制器的設(shè)計(jì)[J];艦船電子工程;2011年09期

2 賈建峰;崔培玲;;基于FPGA的ARM與CAN控制器的接口設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制;2010年11期

3 韓成浩;高曉紅;;CAN總線技術(shù)及其應(yīng)用[J];制造業(yè)自動(dòng)化;2010年02期

4 王新平;龔玉梅;王旭輝;;基于CPLD的CAN控制器與DSP通信接口設(shè)計(jì)[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2009年09期

5 ;Research of improving the dynamic scheduling algorithm in the CAN bus control networks[J];Journal of Systems Engineering and Electronics;2008年06期

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本文編號(hào)：736217