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基于FPGA的CAN總線控制器SJA1000軟核的設(shè)計

作者: 時間:2011-04-15 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

2 接口控制邏輯模塊
接口控制邏輯是本系統(tǒng)的核心模塊,它與4個功能模塊、讀寫模塊相連接,由一個狀態(tài)機組成,即系統(tǒng)的主狀態(tài)機。在狀態(tài)機的不同狀態(tài)中,控制讀寫狀態(tài)機與對應(yīng)的功能模塊相連接,3個模塊互相配合完成一項功能。QuartuslI生成的模塊圖如6所示。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/162166.htm

e.JPG


每一個功能模塊都有對應(yīng)的接口信號,而data_in_infer、addr_out_infer、data_in_infer、w_ok_in、r_ok_in是讀寫模塊的信號接口。
需要注意的是,本系統(tǒng)中使用了主從狀態(tài)機,即狀態(tài)機的嵌套。在主狀態(tài)進入初始化狀態(tài)機后,立即給出一個enable信號,啟動從狀態(tài)機,并設(shè)置一個從狀態(tài)機的完成信號finish(高電平有效),且初始值為低,然后在主狀態(tài)機不停的檢測finish信號,如果finish為高,則進入下一個狀態(tài),查詢狀態(tài)。而在從狀態(tài)機中,則不停地檢測enable信號,如果為高,則開始工作,當(dāng)完成從狀態(tài)機后,將finish信號置高。如此就完成了主從狀態(tài)機的互動。接口控制邏輯模塊中的start、end信號即為系統(tǒng)主從狀態(tài)機互動信號。

3 初始化模塊
初始化模塊的功能是完成的初始化。2.0B規(guī)范允許工作在兩種模式,即Basic模式和Peli模式,上電默認(rèn)為BasicCAN模式。在兩種模式下都需要對的模式寄存器CR、驗收碼寄存器ACR、驗收屏蔽寄存器AMR、定時寄存器BTR0、BTR1和輸出控制寄存器OCR寫入控制命令。
在本中,借用ROM的思想,將需要讀寫的寄存器地址和數(shù)據(jù)統(tǒng)一編碼,固化存儲起來,對SJA1000進行讀寫時,只需要按照一定的順序讀出數(shù)據(jù)和地址,輸出到即可。

4 位查詢模塊
位查詢模塊主要功能是在SJA1000轉(zhuǎn)入工作模式后能夠讀取存在接受緩沖區(qū)RXFIFO的幀信息,在本中讀取幀信息采用了查詢方式,即不停地查詢SJA1000狀態(tài)寄存器SR的RBS位,如果查詢到RBS位為“1”,即表明接收緩沖區(qū)滿,RXFIFO中有可用信息,此時將轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)處理模塊,由數(shù)據(jù)處理模塊進行數(shù)據(jù)讀入,并進行處理。在查詢過程中,對SJA1000的狀態(tài)寄存器進行了讀操作。

5 數(shù)據(jù)處理模塊
數(shù)據(jù)處理模塊功能是從SJA1000的緩沖區(qū)讀入數(shù)據(jù),并作處理。在讀入數(shù)據(jù)時,只需將輸出的地址定位到SJA1000接收緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)場依次將數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)讀入即可。在CAN的通信中,發(fā)送的為幀信息,其數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)如圖7所示。

f.JPG


在對數(shù)據(jù)進行處理時,前16位為ID,有用的數(shù)據(jù)是在幀中的數(shù)據(jù)場(Data Field)中,因此只需略過前16位,對后面最多8個字節(jié)的數(shù)據(jù)進行處理,分配到步進電機的引腳上即可。

6 緩沖區(qū)釋放模塊與雙端口模塊
在緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)被讀入后,需要對緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)清零,為后續(xù)的數(shù)據(jù)讀入做準(zhǔn)備。本質(zhì)上仍是對SJA1000的命令寄存器(CMR)寫操作。在狀態(tài)寄存器與接收緩沖區(qū)相關(guān)的位為RRB,置1即可釋放緩沖區(qū),這樣就會導(dǎo)致接收緩沖區(qū)內(nèi)的另一條信息立即有效,從而進入下一幀數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)查詢、處理過程。
在本中,輸出的數(shù)據(jù)引腳為雙向引腳,設(shè)計成三態(tài)輸出,這是因為雙向端口在完成輸入功能時,必須使端口處于高阻態(tài),否則外部數(shù)據(jù)不能正確讀入。
其設(shè)計關(guān)鍵在于,實體部分必須對端口屬性進行申明,端口屬性必須為inout類型,在構(gòu)造體對輸出信號進行有條件的高阻控制。

結(jié)語
CAN接口由VHDL語言描述,易于修改和移植,可以將幾個集成到一個芯片上去,具有單片機所沒有的優(yōu)勢,在汽車領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。


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