車用微控制器的模糊邏輯與BDM部件研究與設(shè)計(jì).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(guó)外從20世紀(jì)70年代后期開(kāi)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(guó)內(nèi)起步晚、發(fā)展速度慢,具有成熟的自主知識(shí)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(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的車用微控制器芯片是我國(guó)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(gè)包含完整的模糊邏輯指令的微控制器。本課題通過(guò)分析車用微控制器的特點(diǎn)與使用范圍,設(shè)計(jì)一款兼容于Freescale HCS12指令集的16位車用微控制器。本文負(fù)責(zé)模糊邏輯與后臺(tái)調(diào)試模式(Background Debug Mode,BDM)部件研究與設(shè)計(jì),并對(duì)系統(tǒng)的安全性問(wèn)題進(jìn)行分析與應(yīng)對(duì)。論文的主要工作如下:
　　通過(guò)研究車用微控制器的特征與指令集,設(shè)計(jì)了兩讀兩寫(xiě)

3、四總線數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)。在參考硬件設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上,采用“自頂向下”的層次化設(shè)計(jì)思路,進(jìn)行系統(tǒng)模塊劃分及模塊間接口信號(hào)定義,并對(duì)系統(tǒng)的安全性進(jìn)行了分析。
　　通過(guò)分析模糊邏輯指令的體系結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)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(gè)快速運(yùn)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(gè)運(yùn)算模塊就可以滿足模糊邏輯指令中8位/16位的有符號(hào)/無(wú)符號(hào)運(yùn)算,避免了運(yùn)算模塊的重復(fù),減少了部件的占用面積,兩個(gè)ALU的結(jié)構(gòu)可以

4、實(shí)現(xiàn)運(yùn)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(cè)試的結(jié)果表明設(shè)計(jì)的模糊邏輯部件達(dá)到了目標(biāo)。
　　在對(duì)BDM的指令結(jié)構(gòu)和通信時(shí)序深入分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了BDM部件的數(shù)據(jù)通路及接口信號(hào),提出一種BDM指令集的快速譯碼方案,實(shí)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(jì)。對(duì)BDM部件的仿真與FPGA驗(yàn)證結(jié)果證實(shí)BDM通信時(shí)序的正確性及。BDM指令的有效譯碼與執(zhí)行。
　　針對(duì)系統(tǒng)安全性,通過(guò)研究A