基于CAN核的四冗余通信板設(shè)計與仿真
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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進行仿真。
系統(tǒng)的測試平臺(TestBench)，例化了模塊can4core和1個CAN核cantop，并仿真它們之間的通信。
本仿真完全按照CAN核正常工作過程進行，仿真過程如下：
①初始化設(shè)置。首先進行時間寄存器的設(shè)置和數(shù)據(jù)格式的設(shè)置。通過平臺對本系統(tǒng)設(shè)計模塊和CAN核進行設(shè)置。
②同步測試。包括硬同步測試和重新同步測試。一個硬同步后，內(nèi)部的位時間以同步段重新開始。硬同步使引起硬同步的跳變沿位于重新開始的位時間同步段之內(nèi)。
③空FIFO測試(test_empty_fifo_ext)。該測試通過接收2個數(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，反復清空和讀取，看FIFO中的數(shù)據(jù)是否被完全清除。
④滿FIFO測試(test_full_fifo_ext)。首先清空寄存器，然后通過不斷地接收數(shù)據(jù)幀來填滿FIFO并讀取信息，檢測是否能正常工作。
⑤總線空閑測試(bus-off-test)。通過不斷發(fā)送數(shù)據(jù)來使總線處于忙狀態(tài)，致使總線產(chǎn)生錯誤，測試中斷寄存器是否能檢測到錯誤，以及錯誤清除后CAN核能否繼續(xù)正常工作。
⑥Basic CAN模式發(fā)送幀檢測。測試CAN核能否正常發(fā)送幀。
⑦寄存器測試。通過不停地讀寫寄存器，檢測CAN核寄存器是否正常工作。
⑧總線上數(shù)據(jù)的傳輸。仿真過程中重要的一點就是總線上是否能夠正常傳輸數(shù)據(jù)信息。
經(jīng)過仿真可以看到該CAN通信板突破了SJA1000在速度方面的限制，傳輸速度可達2 MHz，有效傳輸速率得到了大幅提高，工作性能良好。
結(jié)語
本文設(shè)計的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)的應用CAN控制器加外部控制器的設(shè)計方法，在設(shè)計CAN核的基礎(chǔ)上，將通信板中所有數(shù)字信號處理部分都放在FPGA內(nèi)部來實現(xiàn)，使通信速度得到很大提高。無論是在傳輸速率還是在抗干擾、抗震性等方面，CAN核應用的綜合性能都得到了很大的提高。
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