車用微控制器的模糊邏輯與BDM部件研究與設計.pdf

1、微控制器在汽車電子領域的廣泛應用,使現代汽車正向著智能化和網絡化方向發(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用與研究,現已形成較成熟的車用微控制器產品和解決方案。而國內起步晚、發(fā)展速度慢,具有成熟的自主知識產權的車用微控制器產品基本還是空白。因此,研制具有我國自主知識產權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)境的復雜化和干擾多元化,具有很好適應性的模糊邏輯控制技術被

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,設計一款兼容于Freescale HCS12指令集的16位車用微控制器。本文負責模糊邏輯與后臺調試模式(Background Debug Mode,BDM)部件研究與設計,并對系統(tǒng)的安全性問題進行分析與應對。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,設計了兩讀兩寫

3、四總線數據通路結構。在參考硬件設計方法的基礎上,采用“自頂向下”的層次化設計思路,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構,設計了模糊邏輯微指令格式,提出了模糊邏輯部件16位統(tǒng)一數據通路和兩個快速運算單元的結構。提出的統(tǒng)一通路和結構,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,減少了部件的占用面積,兩個ALU的結構可以

4、實現運算的并行性,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果表明設計的模糊邏輯部件達到了目標。
　　在對BDM的指令結構和通信時序深入分析的基礎上,設計了BDM部件的數據通路及接口信號,提出一種BDM指令集的快速譯碼方案,實現了BDM接口握手協(xié)議、BDM指令譯碼及執(zhí)行和BDM字節(jié)通信的設計。對BDM部件的仿真與FPGA驗證結果證實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