基于FPGA的汽車網(wǎng)絡控制器的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著汽車電子化的高速發(fā)展，汽車的電控單元(Electronic Control Units，ECU)越來越多，為滿足車內(nèi)外大量信息交換及共享的需要，汽車網(wǎng)絡應運而生。20世紀80年代初德國Bosch公司提出了一種串行通信總線--控制局域網(wǎng)(ControllerArea Network，CAN)總線。CAN總線以其優(yōu)越性在眾多汽車網(wǎng)絡協(xié)議中脫穎而出，被公認為首選的汽車網(wǎng)絡協(xié)議，并且在多個領域得到廣泛的應用。目前，市面上商用CAN總線控制器

2、芯片都是標準定制的，功能單一，不便于靈活應用。依據(jù)實際情況設計特定功能的汽車CAN總線控制器芯片，具有較大的應用前景。
　　 本文根據(jù)實驗室現(xiàn)有的技術基礎，從專用集成電路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)的設計思想出發(fā)，根據(jù)汽車網(wǎng)絡工程應用的實際需求，設計了基于現(xiàn)場可編程門陣列(Field-Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)的可靈活應用的CAN總線控

3、制器。論文的主要內(nèi)容包括：
　　 1、論文分析了汽車網(wǎng)絡技術的發(fā)展趨勢和國內(nèi)外汽車網(wǎng)絡控制器設計技術的發(fā)展情況，說明了設計汽車CAN網(wǎng)絡控制器的必要性。
　　 2、論文介紹了CAN2.0協(xié)議的基本內(nèi)容及CAN控制器SJA1000控制器的功能結(jié)構(gòu)，重點對協(xié)議的關鍵點和難點進行了深入的分析。
　　 3、運用FPGA的設計思想，設計CAN控制器實現(xiàn)的總體方案，針對CAN控制器頂層功能模塊進行展開，對各個功能模塊的內(nèi)部結(jié)

4、構(gòu)進行了詳細的設計。并用Verilog HDL語言逐一實現(xiàn)各個功能模塊，進行綜合、仿真，且給出了CAN控制器底層功能模塊的時序仿真的策略和方法。
　　 4、提出一種新的循環(huán)冗余校驗(Cyclic Redundancy Check，CRC)算法的硬件實現(xiàn)，對CAN控制器中的CRC算法進行了研究并對其進行改進，使其硬件實現(xiàn)達到優(yōu)化，即在節(jié)約面積的同時又大大提高了速度，滿足可編程邏輯電路設計的核心思想。
　　 5、使用Prot

5、el完成硬件開發(fā)平臺的設計，針對本課題所設計的CAN控制器，選擇了硬件開發(fā)平臺的功能模塊，根據(jù)功能及性價比進行了芯片選型電路原理圖設計、印制電路板(Printed Circuit Board，PCB)設計，并最終完成開發(fā)平臺設計。
　　 6、對所設計的CAN控制器進行整體的綜合及功能仿真以及在硬件開發(fā)平臺上的功能測試及實現(xiàn)。在自主開發(fā)的硬件平臺中進行初步的測試，并對其結(jié)果進行了性能估計、問題分析，并提出解決辦法。