基于FPGA的汽车电子设计

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1、第l7卷第8期电子设计工程200l9年8月V01．17No．8ElectronicDesignEngineeringAug．2009基亏FPGA的汽车电子设计郭宝增．张立伟(河北大学电子信息工程学院，河北保定071002)摘要：随着汽车电子产业的快速发展．传统MCU、ASIC已很难满足汽车电子设计灵活性、稳定性、低成本、快速开发等要求，提出一种基于FPGA的汽车电子设计方案。介绍FPGA的特点及其在汽车电子设计中的应用，并介绍一款基于NiosII软核处理器。用SoPC技术设计的具有密码锁及GSM

2、／GPS防盗系统的汽车电子系统，FPGA将成为未来汽车电子设计的理想选择。关键词：汽车电子；现场可编程门阵列(FPGA)；NiosII；可编程的片上系统(SoPC)中图分类号：TN409文献标识码：A文件编号：1674—6236(2009)08一O033—03DesignofautomotiveelectroniCSbasedonFPGAGUoBao．zeng．ZHANGLi．wei(CollegeofElectronicandInformationEngineering，HebeiUniver

3、s，Baoding071002，China)Abstract：Withtherapiddevelopmentofautomotiveelectronicsindustry，thetraditionalMCUandASICareverydiffi·culttodealwiththecurrentautomotiveelectrondesignwhichneedsflexibility，stability，lowcostandfastdevelopments．Adesignproposalofaut

4、omotiveelectronicsbasedonFPGAispresented．TheFPGAcharacteristicsanditsapplicationinautomotiveelectronicsdesignareintroduced，andanautomotiveelectronicssystemdesignwhichcontainslocksandGSM／GPSanti—theftsystembasedonasoft·coreprocessor—NiosIIandSoPCtechn

5、icalisintroduced，FPGAwillbecomethebestchoiceofautomotiveelectrondesigninthefuture．Keywords：automotiveelectronics；FPGA；NiosII；SoPC块CLB(ConfigurableLogicBlock)、输入输出模块IOB(Input1引言OutputBlock)和内部连线(Interconnect)3部分构成，具有小随着数字技术的进步，汽车开始向电子化、多媒体化和型化、低功耗、多功能

6、、数字化、标准化、系列化、集成度高、保智能化方向发展『l1，越来越多的电子技术应用到汽车系统，汽密性好、可无限次反复编程、并有现场模拟调试验证的特点。车电子化的程度是衡量现代汽车水平的重要标志．是开发新Ahera和Xilinx采用RAM工艺生产一般用途FPGA：Actel则车型、改进汽车性能最重要的技术措施【2】。据统计．当前汽车基于反熔丝工艺和Flash工艺151提供非易失性FPGA上的电子装置成本占整车成本的约30％，在一些高档轿车上3FPGA在汽车电子设计中的应用达到60％，而且汽车中约7

7、0％的创新来源于汽车电子技术【。以前，汽车工程师一直依赖MCU(微控制器)和ASIC(专用集基于FPGA这些特点．国内外对其在汽车电子设计方面成电路)产品设计汽车电子系统，但随着系统越来越复杂，部的应用研究也越来越多。国外某公司已开始在其引擎控制系件数目越来越多，产品快速推向市场的压力变大．性能的要统设计中引入FPGA器件。而国内也出现了不少基于FPGA求逐渐提高，同时，价格要合理，设计风险要低，这些是MCU的汽车电子设计，例如基于FPGA的ABS系统设计，汽车电和ASIC所难以实现的㈨。而FP

8、GA能提供更高的性能和更多子后视镜系统设计，基于NiosII的CAN总线通信系统设计．的功能，成本更低、风险更小、灵活性更高，而且在设计后期基于GSM，GPS的汽车防盗系统和基于SoPC的汽车仪表系更易变更，甚至可对已经投入应用的产品进行升级，因此统设计等。FPGA的并行处理方式具有很高的处理速度．广泛FPGA将成为未来汽车电子设计的理想解决方案应用于汽车音视频处理。随着汽车的信息娱乐系统功能越来越多，例如GPS导航系统，影音视频播放功能，倒车影像系2FPGA简介统，车载电视功能，FM收音机，M