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时间:2020-03-23
《基于PXI总线高可靠CAN适配卡的设计与实现.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2015拄仪表技术与传感器2015第12期InstrumentTechniqueandSensorNo.12基于PXI总线高可靠CAN适配卡的设计与实现甄国涌,宋全伟,刘东海(中北大学,电子测试技术国家重点实验室,山西太原030051)摘要:根据某测试任务的要求,对CAN传输的可靠性进行调研和分析,设计了一种基于PXI总线的CAN适配卡。以PCI9054为“桥接”芯片,以FPGA为核心控制器实现上位机与CAN接口的通信。以C8051F060作为CAN总线的核心控制器实现CAN数据收发、缓存及编帧等功能。该适配卡可靠性高,已稳定工作于某航天测控系统。关键词:CAN适配卡;PXI总线
2、;FPGA;C8051F060中图分类号:TP274文献标识码:A文章编号:1002—1841(2015)12—0049—04DesignandImplementationofReliableCANAdaptorCardBasedOnPXIBusZHENGuo—yong,SONGQuan—wei,LIUDong—hai(NationalKeyLaboratoryforElectronicMeasurementTechnology,NorthUniversityofChina,Taiyuan030051,China)Abstract:ACANadaptorcardhasbeende
3、signedaccordingtothetesttaskrequirementsbasedonPXIbusaftertheresearchandanalysisofthereliabilityofCANtransmission.ThePCI9054wasusedasthe“bridge”chipandFPGAwasusedascorecontrol—lerstoimplementthecommunicationbetweenuppercomputerandCANinterface.TheC8051F060wasusedasthecoredeviceoftheadaptorcard
4、toachievethefollowingfunctions,suchasthecommandissued,thereception,thecacheandcodingofCANdateandSOon.Thecardwasputintoserviceinaspacemeasurementandcontrolsystemdependingonitshighreliability.Keywords:CANadaptorcard;PXIbus;FPGA;C8051F0600引言CAN总线不但在汽车行业中应用广泛,而且在工业控制领PC19054域、航天航空领域中得到广泛应用”。在航天测试
5、系统及某些++工业控制过程中需要计算机作为上位机来监控系统,因此需要Ping,~FPGA逻辑控制Pong~一个接口来实现底层CAN网络与上位机的通信。PXI总线++与PCI兼容,其高速的传输速率、开放的软件架构以及价格优审嘶SPI中断⋯SPI势使之成为当今自动化应用和测试的标准台。因此本文根据37.i二‘:::::一8051核jj8051核某航天测试任务的要求设计了一种基于PXI总线的CAN适配土⋯.。:::::::::王:::⋯⋯⋯卡。CAN控制器;cAN控制器!在航天测控领域中,可靠性是第一位的。然而很多测控系统工作现场条件非常恶劣,对系统的可靠性提出更高的要求。所以本设计的
6、关键技术在于可靠性,从CAN总线利用率、系统级冗余及容错等方面提高适配卡的可靠性。CAN总线驱动器lCAN总线驱动器21系统总成图1系统结构框图适配卡通过PCI9054“桥接”芯片,实现上位机与CAN接口2CAN接口硬件电路设计的通信。采用C8051F060单片机内部集成的CAN核实现数据CAN协议控制器采用C8051F060单片机内部集成的CAN链路层,通过CAN收发器TJA1040实现物理层协议。适配卡设控制器。CAN控制器包含1个CAN核、消息RAM(独立于CIP-计框图如图1所示。FPGA通过背板总线接口接收主机卡发出51的RAM)、消息处理状态机和控制寄存器。CAN接口
7、硬的指令,再经过CAN总线接口转发给各个现场总线CAN节点;件电路如图2所示。另外,通过CAN总线接口接收各个现场总线CAN节点数据,再CAN协议控制器和物理总线之间接口采用TJA1040。120通过背板总线接口上传给上位机。为了提高适配卡工作的可Q电阻为提供总线接口阻抗匹配,防止信号反射。电容靠性,采用CAN总线冗余设计,即当一路CAN节点发生错误停cc。用于滤除CAN总线上高频干扰。二极管D、D会在总止工作后,系统会识别故障并自动切换到另一路CAN节点继线电压异常时将电平钳位
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