基于SOPC的AMT控制單元設計.pdf

1、機械式自動變速器(AMT)是有廣闊市場的汽車變速器，其控制單元(簡稱TCU)，是AMT系統(tǒng)的大腦，直接影響AMT系統(tǒng)的性能。常見的TCU使用MCU作為核心控制芯片，不具備硬件可編程性，限制了TCU的可升級性?？删幊唐舷到y(tǒng)(SOPC)，用可編程邏輯技術把整個系統(tǒng)放到一塊硅片上，具有軟硬件在系統(tǒng)可編程的特點，被稱為“半導體產(chǎn)業(yè)的未來”。
　　 本文設計的目的就是將SOPC技術應用到TCU設計上，從而使TCU具有硬件可編程性。本文先

2、介紹了AMT的工作原理，分析了TCU的功能需求，進而給出了TCU設計的技術指標。本文以FPGA芯片AFS600為核心構建SOPC內(nèi)核，采用“開發(fā)板+接口板”的方案來設計TCU。
　　 本文將汽車與TCU交互的各種信號劃分到前向數(shù)字、前向模擬、檔位輸入、油門輸入和離合器控制等模塊，并給出了各個模塊的電路原理圖。
　　 本文使用Core8051知識產(chǎn)權核作為CPU，通過添加數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器和設計外設擴展系統(tǒng)，完成了微控

3、制器系統(tǒng)的設計；設計了頻率量模塊、模擬量模塊、液晶顯示模塊、脈寬調(diào)制波(PWM)產(chǎn)塵模塊和其他模塊，完成了SOPC內(nèi)核的搭建。文中對模塊的功能、原理和具體設計給出了說明，對設計中遇到的問題和難點進行了分析和解釋，并對每個模塊的功能，進行了仿真和驗證。將SOPC技術應用到TCU設計上，使其具備硬件可編程性，是本文的第一個創(chuàng)新點。
　　 通過將開源CAN知識產(chǎn)權核重用到芯片AFS600上，使TCU獲得了CAN通信能力。本文分析了該C

4、AN核的文件組織，分析了引腳的有效電平和觸發(fā)方式，實現(xiàn)了CAN核在AFS600上的移植；通過將雙向總線改造為單向總線和設計時序轉換橋，實現(xiàn)了CAN核和Core8051核的通信，并進行了試驗驗證。對開源CAN核進行適用性改造，實現(xiàn)其在AFS600上的重用，是本文的第二個創(chuàng)新點。
　　 為了驗證TCU原型機的功能，進行了驗證試驗并分析了試驗結果。為了直觀地觀察TCU的各種狀態(tài)信息，設計了上位機調(diào)試系統(tǒng)；使用單參數(shù)（車速）換擋規(guī)律，編