基于FPGA的CAN总线通讯仿真与测试平台

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1、基于FPGA的CAN总线通讯仿真与测试平台上海师范大学硕士学位毕业论文研究生：赵静指导老师：潘建国专业：计算机应用技术研究方向：嵌入式系统分类号：TP336中国，上海，上海师范大学信息与机电工程学院2013．4FPGA．basedCANbuscommunicationsimulationandtestplatfoslmulatestlatlormADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhaoJingSupervisor：PanJianguoMajor：ComputerApplicationTechnologySpecial

2、ty：EmbeddedSystemClassificationCodes：TP336CollegeofInformation，MechanicalandElectricalEngineeringShanghaiNormalUniversity，Shanghai，ChinaApril2013Ⅲ3眦4㈨3眦4Ⅲ8㈣2呲Y上海师范大学硕士学位论摘要随着物联网中各种电控单元之间信息交换需求的迅速增多，现场总线技术受至fJ研究人员的极大关注。CAN(控制器局域网络，ControllerAreaNetwork)总线由于高可靠性、实时性和成本合理等优点而被大量应用于汽车电子、航天航空、工业测控等各个领

3、域中。CAN总线通讯仿真与测试平台是CAN总线产品开发过程中的必备工具，用来构造基于开发．验证思想的V型开发流程，实现CAN总线产品的设计仿真、产品测试和故障检测，因此开发拥有自主知识产权、价格合理的CAN总线通讯仿真与测试平台具有很好的实用价值和应用前景。本文主要成果：(1)认真分析当今国际电子行业中CAN总线通讯仿真与测试平台的发展趋势，确定论文的写作主题；(2)仔细分析传统CAN分析仪的实现方法与技术，本论文采用FPGA(现场可编程

4、、丁^阵列，FieldProgrammableGateArray)sopc(可编程片上系统，system。onaprogrammablechip)单芯

5、片系统结构，定制用户IP核(知识产权核，IntellectualPropertyCore)，充分发挥FPGA并行处理能力，简化外设硬件电路；采用硬件加速机制提高应用程序执行效率，并简化程序代码；(3)以国际标准CAN2．0B为基础，认真分析CAN总线通讯原理与协议规范，并用VHDL(非常高速集成电路硬件描述语言，Very—Hi曲一SpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage)语言在FPGA中完成CAN控制器IP核的设计；(4)仔细分析传统CAN总线通讯仿真与{贝I试平台的数据传输方式，充分考虑该平台对远程环境的支持，提出用以太网进行数

6、据传输的方法。本文对当前CAN总线通讯仿真与测试平台的研究现状、CAN2．0B协议的通讯机制、传统CAN分析仪的硬件实现方式做了详细分析，给出了CAN总线通讯与仿真测试平台的硬件、固件、软件的详细设计方案。用TCPHP网络进行数据传输保证了仿真与检测时对数据传输速率的要求，也拓宽了产品的应用场摘要上海师范大学硕士学位论合；通过FPGA控制完成通讯接口的设计，可扩展性好，灵活性强，稳定性高；在FPGA中添加NiosII处理器设计，使平台的体积和功耗都大为减少。关键字：CAN分析仪，FPGA，VHDL语言，SOPC，以太网通讯上海师范大学硕士学位论摘要AbstractWiththerapid

7、increaseofinformationexchangerequirementsbetweentheelectroniccontrolunitsintheInternetofThingS，thefield—bustechnologyreceivesgreatattentionoftheresearchers．CAN(ControllerAreaNetwork)bushastheadvantagesofreal—time，hi曲reliabilityandreasonablecost，SOhasbeenwidelyusedinvarious，fieldssuchastheautomoti

8、veelectronics，theaerospace，theindustrialmeasurementandcontr01．TheCANbuscommunicationsimulationandtestplatformisanindispensabletoolintheprocessoftheCANbusproductsresearch，andisusedtoconstructtheV-shapeddevelopmentproces