基于FPGA的CAN總線與以太網的網關設計與實現.pdf

1、隨著計算機技術和工業(yè)控制技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的工業(yè)控制系統(tǒng)中使用模擬信號來控制工業(yè)系統(tǒng)中的測點已經不能滿足人們的需求。CAN總線比起其他現場總線具有控制簡單且通信速率高、糾錯能力強等優(yōu)點，而以太網具有應用面廣，傳輸速率快等優(yōu)點。因此將CAN總線技術和以太網技術進行結合運用，是將以太網應用到工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展潮流。
　　 本次課題在分析了CAN總線及以太網工作原理，互聯(lián)網關的組成的基礎上提出了一種新型的，性價比較高的互聯(lián)網關實現方法。

2、利用具有高度可編程，可重構性很強的FPGA作為本次網關設計的核心，通過對系統(tǒng)的硬件和軟件進行詳細的設計，實現了一個基于FPGA的CAN總線與以太網網關的方案。
　　 本次系統(tǒng)的設計與實現主要進行了以下幾個方面的工作：
　　 (1)針對CAN總線與以太網兩者之間的協(xié)議類型和數據通信方式的區(qū)別，提出一種基于FPGA的CAN總線與以太網的網關設計方案。此方案在實現兩者通信的基礎上，還具有可重構性和靈活性強的特點。
　　

3、 (2)根據系統(tǒng)功能需求及FPGA芯片的特點來設計的原理框圖，包括：FPGA模塊、CAN模塊、以太網模塊、存儲器模塊以及調試模塊等。本次設計的核心芯片是xilinx的XC3S500E-4PQG208C，在此芯片的基礎上根據系統(tǒng)功能需求來完成硬件平臺的設計。
　　 (3)進行軟件設計。本系統(tǒng)采用了微處理器IP核MicroBlaze做為CPU，嵌入式操作系統(tǒng)Xilkernel作為應用軟件平臺，在此基礎上對TCP/IP協(xié)議棧進行移植，