用于MIPS處理器的片內CAN控制器設計與驗證.pdf

1、CAN是控制器局域網(wǎng)絡(Controller Area Network，CAN)的簡稱，是當前工業(yè)系統(tǒng)上應用較多、前景較好的串行通信總線協(xié)議之一，通常應用于汽車工控儀器之間的數(shù)據(jù)傳遞和交互，具有及時傳遞、配置靈活、可信度高、傳播速率高等特性，它使得汽車中各個分立的數(shù)字部件之間能夠進行通信。
　　本文設計一個基于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;在此基礎之上參考現(xiàn)有的獨立CAN總線控制器系統(tǒng)架構，采用“自頂向下”的設計方法，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、錯誤管理模塊和位時序模塊等，并基于GSMC0.18μm CMOS工藝完成全定制電路設計;并使用Verilog HDL硬件描述語言對各功能模塊電路進行描述，實現(xiàn)了CAN總線控制器接收/發(fā)送過程中的位時序、錯誤檢測、報文構造/分解等功

3、能設計;隨后采用Cadence Simvision仿真軟件工具對所設計的模塊進行功能仿真與結果分析。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，并與已投產的STM32片內CAN總線控制器模塊、CAN分析儀組成三個CAN節(jié)點，使其相互通信實現(xiàn)FPGA原型驗證。測試結果表明所設計的CAN總線控制器達到了CAN2.0A協(xié)議要求，工作頻率可達3MHz，在3MHz工作頻率下功耗為62.7mW，位速