車用微控制器的模糊邏輯與BDM部件研究與設(shè)計.pdf

1、微控制器在汽車電子領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,使現(xiàn)代汽車正向著智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。國外從20世紀70年代后期開始致力于微控制器在汽車電子中的應(yīng)用與研究,現(xiàn)已形成較成熟的車用微控制器產(chǎn)品和解決方案。而國內(nèi)起步晚、發(fā)展速度慢,具有成熟的自主知識產(chǎn)權(quán)的車用微控制器產(chǎn)品基本還是空白。因此,研制具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的車用微控制器芯片是我國科技工作者面臨的挑戰(zhàn)。
　　隨著汽車電子控制系統(tǒng)所在環(huán)境的復(fù)雜化和干擾多元化,具有很好適應(yīng)性的模糊邏輯控制技術(shù)被

2、引入車用微控制器的指令集中。Freescale HCS12是世界上第一個包含完整的模糊邏輯指令的微控制器。本課題通過分析車用微控制器的特點與使用范圍,設(shè)計一款兼容于Freescale HCS12指令集的16位車用微控制器。本文負責(zé)模糊邏輯與后臺調(diào)試模式(Background Debug Mode,BDM)部件研究與設(shè)計,并對系統(tǒng)的安全性問題進行分析與應(yīng)對。論文的主要工作如下:
　　通過研究車用微控制器的特征與指令集,設(shè)計了兩讀兩寫

3、四總線數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)。在參考硬件設(shè)計方法的基礎(chǔ)上,采用“自頂向下”的層次化設(shè)計思路,進行系統(tǒng)模塊劃分及模塊間接口信號定義,并對系統(tǒng)的安全性進行了分析。
　　通過分析模糊邏輯指令的體系結(jié)構(gòu),設(shè)計了模糊邏輯微指令格式,提出了模糊邏輯部件16位統(tǒng)一數(shù)據(jù)通路和兩個快速運算單元的結(jié)構(gòu)。提出的統(tǒng)一通路和結(jié)構(gòu),使用一個運算模塊就可以滿足模糊邏輯指令中8位/16位的有符號/無符號運算,避免了運算模塊的重復(fù),減少了部件的占用面積,兩個ALU的結(jié)構(gòu)可以

4、實現(xiàn)運算的并行性,從而提高模糊邏輯指令執(zhí)行速度。模糊邏輯指令測試的結(jié)果表明設(shè)計的模糊邏輯部件達到了目標。
　　在對BDM的指令結(jié)構(gòu)和通信時序深入分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計了BDM部件的數(shù)據(jù)通路及接口信號,提出一種BDM指令集的快速譯碼方案,實現(xiàn)了BDM接口握手協(xié)議、BDM指令譯碼及執(zhí)行和BDM字節(jié)通信的設(shè)計。對BDM部件的仿真與FPGA驗證結(jié)果證實BDM通信時序的正確性及。BDM指令的有效譯碼與執(zhí)行。
　　針對系統(tǒng)安全性,通過研究A