基于CAN核的四冗余通信板設(shè)計(jì)與仿真
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通信板初始化流程如圖3所示。
數(shù)據(jù)發(fā)送流程如圖4所示，數(shù)據(jù)接收流程如圖5所示。
4系統(tǒng)的仿真
采用Modelsim進(jìn)行仿真。
系統(tǒng)的測(cè)試平臺(tái)(TestBench)，例化了模塊can4core和1個(gè)CAN核cantop，并仿真它們之間的通信。
本仿真完全按照CAN核正常工作過(guò)程進(jìn)行，仿真過(guò)程如下：
①初始化設(shè)置。首先進(jìn)行時(shí)間寄存器的設(shè)置和數(shù)據(jù)格式的設(shè)置。通過(guò)平臺(tái)對(duì)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)模塊和CAN核進(jìn)行設(shè)置。
②同步測(cè)試。包括硬同步測(cè)試和重新同步測(cè)試。一個(gè)硬同步后，內(nèi)部的位時(shí)間以同步段重新開(kāi)始。硬同步使引起硬同步的跳變沿位于重新開(kāi)始的位時(shí)間同步段之內(nèi)。
③空FIFO測(cè)試(test_empty_fifo_ext)。該測(cè)試通過(guò)接收2個(gè)數(shù)據(jù)幀，然后讀取接收緩沖器，接著清空緩沖器，再讀取緩沖器，反復(fù)清空和讀取，看FIFO中的數(shù)據(jù)是否被完全清除。
④滿FIFO測(cè)試(test_full_fifo_ext)。首先清空寄存器，然后通過(guò)不斷地接收數(shù)據(jù)幀來(lái)填滿FIFO并讀取信息，檢測(cè)是否能正常工作。
⑤總線空閑測(cè)試(bus-off-test)。通過(guò)不斷發(fā)送數(shù)據(jù)來(lái)使總線處于忙狀態(tài)，致使總線產(chǎn)生錯(cuò)誤，測(cè)試中斷寄存器是否能檢測(cè)到錯(cuò)誤，以及錯(cuò)誤清除后CAN核能否繼續(xù)正常工作。
⑥Basic CAN模式發(fā)送幀檢測(cè)。測(cè)試CAN核能否正常發(fā)送幀。
⑦寄存器測(cè)試。通過(guò)不停地讀寫(xiě)寄存器，檢測(cè)CAN核寄存器是否正常工作。
⑧總線上數(shù)據(jù)的傳輸。仿真過(guò)程中重要的一點(diǎn)就是總線上是否能夠正常傳輸數(shù)據(jù)信息。
經(jīng)過(guò)仿真可以看到該CAN通信板突破了SJA1000在速度方面的限制，傳輸速度可達(dá)2 MHz，有效傳輸速率得到了大幅提高，工作性能良好。
結(jié)語(yǔ)
本文設(shè)計(jì)的CAN總線通信板完成了PC／104與CAN總線的通信轉(zhuǎn)換，改變了傳統(tǒng)的應(yīng)用CAN控制器加外部控制器的設(shè)計(jì)方法，在設(shè)計(jì)CAN核的基礎(chǔ)上，將通信板中所有數(shù)字信號(hào)處理部分都放在FPGA內(nèi)部來(lái)實(shí)現(xiàn)，使通信速度得到很大提高。無(wú)論是在傳輸速率還是在抗干擾、抗震性等方面，CAN核應(yīng)用的綜合性能都得到了很大的提高。
評(píng)論