双冗余can总线模块研制

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1、工学硕士学位论文双冗余CAN总线模块研制DEVELOPMENTOFDUAL-REDUNDANTCANBUSMODULE杜倩倩哈尔滨工业大学2011年6月国内图书分类号：TP216学校代码：10213 国际图书分类号：681.5密级：公开工学硕士学位论文双冗余CAN总线模块研制DEVELOPMENTOFDUAL-REDUNDANTCANBUSMODULE硕士研究生：杜倩倩导师：付平教授申请学位：工学硕士学科：仪器科学与技术所在单位：自动化测试与控制系答辩日期：2011年6月24日授予学位单位：哈尔滨工业大学Classif

2、iedIndex:TP216 U.D.C:618.5ThesisfortheMasterDegreeinEngineeringDEVELOPMENTOFDUAL-REDUNDANTCANBUSMODULECandidate：DuQianqianSupervisor：Prof.FuPingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringAffiliation：InstrumentScienceandTechnologyDateofDefense：June24,2011Degree-

3、Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要现场总线是在生产现场连接控制器与测量设备之间的网络，目前得到认可的现场总线有十余种，CAN总线也是其中之一，由于其具有高可靠性、低成本、稳定性等优点，被广泛应用于汽车、电力、机械、化工、航空航天等控制领域，而在航空航天领域里，要求总线非常可靠的传输数据，且对总线进行管理，CAN协议无法满足这一要求，需要设计更高层的协议以及硬件设计方案。本文设计了一种基于NIOSII处理器的双冗余CAN总

4、线模块，通过对CAN协议、1553B协议和冗余的分析，提出了支持此模块的双冗余CAN通信协议。本协议利用CAN总线的扩展帧，实现了总线管理和灵活切换总线的功能。在双冗余CAN总线模块中，采用在FPGA内部嵌入NIOSII处理器的设计方案，同时选用SJA1000作为CAN控制器，TJA1050作为CAN收发器，通过Avalon接口模块的连接，实现NIOSII处理器与外设之间的通信，包括NIOSII与CAN控制器SJA1000的通信、NIOSII与SRAM之间的通信以及NIOSII与FPGA的配置芯片EPCS4之间的通信。

5、根据双冗余协议，总线上的节点分为主节点和从节点，通过在Eclipse集成开发环境里对NIOSII处理器的模块化编程，实现节点间的通信，使主节点和从节点完成各自的功能。主节点主要作用是发送命令、数据，错误处理；从节点主要作用是接收命令、数据，执行完成之后返回给主节点应答。由3个双冗余CAN总线模块搭建一个测试平台，一个模块作为主节点，另外两个模块作为从节点，实验结果表明本文提出的双冗余CAN总线模块的硬件设计方案以及软件设计合理，可以实现冗余功能。关键词CAN；冗余；NIOSII处理器；SJA1000I哈尔滨工业大学工学

6、硕士学位论文AbstractFieldbusisaconnectionnetworkbetweenthecontrollerandmeasurementdeviceattheproductionsite.Nowtherearemorethantenkindsoffieldbuswhicharerecognized,theCANbusisalsooneofthem.Becauseofitshighreliability,lowcost,stability,etc,whicharewidelyusedincontrolar

7、easlikingautomotive,electrical,mechanical,chemical,aerospace.However,itrequireshighlyreliabledatatransfermationandbusmanagementinthefieldofaerospace.WhiletheCANprotocolcannotmeetthisrequirement,thusitisnecessarytodesignhigher-levelprotocolandhardwaredesign.Thedu

8、alredundantCANbusmodulebasedonNIOSIIprocessorisdesignedinthispaper.ItproposedthedualredundantCANcommunicationprotocol,whichsupportsthismodule,throughtheCANprotocol,15