SOC芯片中CAN总线控制器的设计

《SOC芯片中CAN总线控制器的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、东南大学硕士学位论文SOC芯片中CAN总线控制器的设计姓名：艾萱申请学位级别：硕士专业：电子科学与技术（集成电路设计）指导教师：时龙兴20080428摘要控制器局域网(ControllerAreaNetwork，CAN)最早是德国BOSCH公司为解决汽车内部测量与执行部件之间的数据通信问题在20世纪80年代提出的一种现场总线，目前其总线规范已被广泛应用于离散控制领域。CAN采用多主通信方式和短帧传输结构，每帧的有效字节数为8个，传输时间短，受干扰概率低；当节点严重错误时，具有自动关闭的功能，切断该节点与总线的联系，使总线上的其它节点不受影响，具有较强的抗干扰能力。论文以设计一个S

2、OC芯片中的CAN总线节点控制器为研究目标，首先对CAN总线的特点、电气特性以及CAN2．0协议规范进行了深入地分析研究；然后在此基础之上采用“自项向下”的设计方法将要设计的模块划分为五个功能模块，明确其功能；并使用VefilogHDL语言分别设计各功能模块电路，从而实现了CAN总线控制器接收／发送过程中的报文构：勘分解、位时序、标识符滤波、错误检测和状态界定等工作；接着采用Synopsys公司的仿真软件VCS对所设计的控制器进行功能仿真并分析结果，仿真结果表明其功能正确。然后将设计的CAN总线控制器下载到FPGA，并和现有CAN控制器SJAl000分别设计两个CAN节点使其相互

3、通信实现FPGA验证，其结果表明该设计可以和SJAl000在5kbps～1Mbps的通信速率、10米的传输距离下正常通信；最后采用DesignCompiler以中芯国际SMICO．18tam工艺对该设计进行逻辑综合，综合的结果表明其面积为0．909176mm2。仿真、验证和逻辑综合的结果表明：所设计的CAN总线控制器达到了CAN2．0协议的要求，实现CAN2．0协议物理层和数据链路层的功能。关键词：控制器局域网现场总线CAN总线控制器VerilogHDLFPGAAbstractABSTRACTControllerAreaNetwork(CAN)isasortof冈edBus．It

4、ismentionedbyBOSCHCompanyinGermanyin1980satfirst．CANisusedtosolvetheproblemsofthecommunicationinacarfirstly．NowCAN’sstandardisusedinmanyindustryaleas．CANcommunicationusesmulti·matermodeandshortframewhichhasonly8availabilitybytes．Soitsmassageistransmitedfast，andCan’tbedisturbed．WhenCANnodehast

5、erriblemistakes，thenodecanshutdownbyitself,andcutofftheconnectionwithothernodesonCANBustOavoidinfectingthem．ACANBuscontroUcrofCANnodeisdesignedandimplcmentatedinthisthesis．ThethesisanalysesandresearchesCAN’ScharactersandCANSpecificationVersion2．0，andthenUSe“Top—Down”designmothedtodesignthecon

6、troller．TheCANBuscontrollerisdividedintofivemoduleswhichhavedifferentfunctions．ThesemodulesaleimplementatedandconnectedbyVerilogHDL．TheCANBuscontrollerCanconstructmassages，analysemsassges，producebittiming，filtrateidentifiers，detectelTors，andSOon．Thenthedesignshoulebesimulatedandverified．TheCA

7、NBuscontrollerissimulatedbyVCSofSynopsysCompany．Thesimulationresultsindicatethatthedesign’Sfunctionsarecorrect．Afterthesimulation，thedesignisdownloadedtoFPGA．ThentWOCANnodesareimplementedbytheCANBuscontrollerandSJAl000．Thetwonodescailcommunic