Ingineria comunicațiilor CAN și FPGA: Implementarea unui sistem de măsurare bazat pe CAN Bus pe un kit de dezvoltare FPGA

Titlul original:

CAN and FPGA Communication Engineering: Implementation of a CAN Bus based Measurement System on an FPGA Development Kit

Conținutul cărții:

Rețeaua Controller Area Network (CAN), inventată de Bosch în 1983, este un protocol de magistrală de câmp serial care a fost inițial utilizat în vehiculele rutiere, iar în prezent este aplicat pe scară largă în alte domenii industriale. Încă de la nașterea sa, inginerii electroniști auto au utilizat microcontrolere (MCU) pentru a controla magistrala CAN.

În prezent, deoarece FPGA (Field-programmable Gate Array) a devenit foarte avansată, această carte introduce o nouă metodă care utilizează împreună un FPGA și un MCU în loc de un singur MCU pentru a proiecta un sistem de măsurare CAN bus. În plus, sistemul proiectat ar trebui să poată funcționa la cea mai mare viteză posibilă. Capitolul 1 din această carte este introducerea care include contextul, obiectivul și schița acestei cărți.

Capitolul 2 descrie istoricul dezvoltării protocolului CAN și elementele fundamentale, cum ar fi domeniul de aplicare, straturile arhitecturale, diferitele structuri de cadre, codificarea cadrelor, gestionarea erorilor și limitarea defectelor, care sunt extrase din specificația CAN 2.

0 și ISO 11898. Aceasta ajută cititorul să înțeleagă CAN.

Capitolul 3 studiază rata efectivă de transmisie a datelor și raportul dintre magistrala CAN și portul serial UART al MCU. Apoi compară valorile lor și trage o concluzie. Acest capitol este cea mai importantă cercetare teoretică din această carte.

Capitolul 4 descrie dispozitivele utilizate în experimentele din carte. Sunt aplicate cinci dispozitive principale: un FPGA Altera, un traductor de 5-3. 3 V, un MCU Atmel CAN, un NI CAN USB și un PC cu mediul LabVIEW.

Capitolul 5 demonstrează procedura de dezvoltare software pentru întregul sistem, inclusiv FPGA cu Quartus II, MCU cu Keil C51 și NI CAN BUS cu LabVIEW. Capitolul 6 descrie experimentele de testare a sistemului de măsurare.

Acesta analizează o eroare comună ignorată în timpul programării MCU și arată cum să o rezolve. După reprogramare, sunt ilustrate trei teste și rezultatele acestora. Capitolul 7 prezintă concluzia finală a acestei cărți, și anume că sistemul de măsurare proiectat aici utilizează la maximum datele efective CAN.