用于MIPS處理器的片內(nèi)CAN控制器設(shè)計(jì)與驗(yàn)證.pdf

1、CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network，CAN)的簡稱，是當(dāng)前工業(yè)系統(tǒng)上應(yīng)用較多、前景較好的串行通信總線協(xié)議之一，通常應(yīng)用于汽車工控儀器之間的數(shù)據(jù)傳遞和交互，具有及時(shí)傳遞、配置靈活、可信度高、傳播速率高等特性，它使得汽車中各個(gè)分立的數(shù)字部件之間能夠進(jìn)行通信。
　　本文設(shè)計(jì)一個(gè)基于CAN2.0A協(xié)議的CAN總線控制器軟IP核，并將其集成到MIPS微處理器(Microcontroller Unit，MC

2、U)中。首先分析了CAN總線的協(xié)議和電氣規(guī)范;在此基礎(chǔ)之上參考現(xiàn)有的獨(dú)立CAN總線控制器系統(tǒng)架構(gòu)，采用“自頂向下”的設(shè)計(jì)方法，將CAN控制器的功能劃分成各功能子模塊，主要包括寄存器模塊、接口模塊、位數(shù)據(jù)流模塊、錯(cuò)誤管理模塊和位時(shí)序模塊等，并基于GSMC0.18μm CMOS工藝完成全定制電路設(shè)計(jì);并使用Verilog HDL硬件描述語言對(duì)各功能模塊電路進(jìn)行描述，實(shí)現(xiàn)了CAN總線控制器接收/發(fā)送過程中的位時(shí)序、錯(cuò)誤檢測、報(bào)文構(gòu)造/分解等功

3、能設(shè)計(jì);隨后采用Cadence Simvision仿真軟件工具對(duì)所設(shè)計(jì)的模塊進(jìn)行功能仿真與結(jié)果分析。最后利用Xilinx ISE集成開發(fā)軟件將CAN總線控制器程序編譯成位流文件下載到FPGA中，并與已投產(chǎn)的STM32片內(nèi)CAN總線控制器模塊、CAN分析儀組成三個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)，使其相互通信實(shí)現(xiàn)FPGA原型驗(yàn)證。測試結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的CAN總線控制器達(dá)到了CAN2.0A協(xié)議要求，工作頻率可達(dá)3MHz，在3MHz工作頻率下功耗為62.7mW，位速