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1、计算机测量与控制.2009.17(12)·2482·ComputerMeasurement&Control设计与应用文章编号:167124598(2009)1222482203中图分类号:TP336文献标识码:A基于FPGA的CAN总线通信系统1,21陈萍,姜秀杰(1.中国科学院空间科学与应用研究中心,北京100190;2.中国科学院研究生院,北京100049)摘要:为了克服单片机固有的缺陷,满足航天控制的需求,文章提出了如何利用FPGA采用查询的方式控制CAN控制器SJA1000,从而实现CAN总线数据通信的方法;介绍了该系统的硬件构成、芯片选择和组成原理,对FPGA的控
2、制程序进行了分析和设计;实验结果表明,系统完全满足CAN总线通信要求,与以往基于单片机的CAN总线通信系统相比较,降低了体积、重量和功耗,具有优越性;该设计已成功应用于星载电场仪的地面检测设备中。关键词:FPGA;SJA1000;CAN总线通信SystemforCANBUSCommunicationBasedonFPGA1,21ChenPing,JiangXiujie(1.CenterofSpaceScienceandAppliedResearch,ChineseAcademyofSciences,Beijing100190,China;2.GraduateUniversi
3、ty,ChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China)Abstract:InordertoovercometheinherentdefectsofMCUandsatisfythedemandsofastronauticcontrol,thepaperputsforwardhowtorealizeCANbuscommunicationbyutilizingFPGAtocontroltheCANcontrollerSJA1000whichworksintheinquirymode.Thehardwarestructure,chipsel
4、ection,andcompositionprincipleofthedevicearediscussed.ThecontrolprocessofFPGAisanalyzedanddesigned.ThetestresultsshowthatthesystemsatisfiesalltherequirementsofCANbuscommunication.Thesystemwhichhasdecreasedthevolume,weightandpowerconsumptionhasitsownadvantagescomparedwiththeconventionalsyst
5、embasedonMCU.Thedesignhasbeenappliedtothegroundtestequipmentofsatellite-bornelectricalfieldmillsuccessfully.Keywords:FPGA;SJA1000;CANbuscommunication0引言口问题。本文根据某课题的要求设计了基于FPGA+SJA1000的CAN总线通讯。与传统方案相比,其优点在于可扩展性CAN(ControllerAreaNetwork,控制器局域网)总线是好,稳定性高,减轻了重量、体积和功耗。本方案已经成功应一个多主机异步串行总线,也是国际上应
6、用最广泛的现场总线用于星载电场仪的地面检测设备中。之一。在现场总线中,它是惟一被ISO国际标准化组织批准的现场总线。由于其优良的性能及独特的设计,CAN总线已1系统硬件设计被广泛地应用于各种分布式控制系统中。特别是由于CAN总系统的硬件组成如图1所示。其中,FPGA模块选用Xil2线具有抗干扰性强、高数据传输率及低成本等优点,在小卫星inx公司Spartan3系列的XC3S200。Spartan3系列FPGA的内和微小卫星中得到了越来越广泛的应用。我国发射的航天“清核电压(Vccint)、Bank电压(Vcco)和辅助电压(Vccaux)华一号”和“纳星一号”等多颗小卫星都
7、采用了主从两套分别需要接112V,313V和215V。对于Spartan3器件,电源CAN总线作为星上数据总线。英国Surrey大学卫星技术公司的上电顺序没有特殊要求,因此电源管理模块采用TI公司的(SSTL)也多次使用CAN总线作为多颗小卫星总线,并且取TPS767D325以及TPS62003。前者把供电电压5V的Vcc转换得了飞行成功[1]。成215V和313V电压,后者再把313V的电压转换成112V的在传统的CAN总线数据通信系统中,通常采用MCU+FPGA内核电压。电源管理模块还包括5V的DC/DC双路隔
