基于FPGA的CAN總線控制器設(shè)計
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1．2 主要模塊介紹
1．2．1 寄存器組模塊
本模塊由位寬為8bit，深度為256的寄存器組實現(xiàn)其功能，其中已經(jīng)使用的寄存器為23個，其余的供以后擴展。本設(shè)計采用將各個獨立的控制及狀態(tài)寄存器集成在一起的設(shè)計思想，任何對控制器的初始化以及數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送都是從寫寄存器組開始的。
1．2．2 CRC校驗?zāi)K
CRC(循環(huán)冗余校驗碼)是一種能力非常強的檢錯、糾錯碼，常用于串行傳送的輔助存儲器與主機的數(shù)據(jù)通信和計算機網(wǎng)絡(luò)中。它的基本原理是：在k位信息碼后再拼接r位的校驗碼，整個編碼長度為n位，因此，這種編碼又叫(n，k)碼。對于一個給定的(n，k)碼，可以證明存在一個最高次冪位n-k=r的多項式g(x)，根據(jù)g(x)可以生成七位信息的校驗碼，而g(x)叫做這個CRC碼的生成多項式。
CAN總線協(xié)議就是采用的CRC校驗，并且是16位的C R C-1 6校驗碼， 生成多項式為，可轉(zhuǎn)換為二進制碼組1100010110011001。生成CRC碼的具體過程是：由幀起始、仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場(數(shù)據(jù)幀有數(shù)據(jù)場，遠程幀沒有數(shù)據(jù)場)組成的被除數(shù)右移15位后與生成多項式的二進制碼組進行模2除，生成的15位余數(shù)就是所需的CRC碼。
本模塊的主要作用有兩個：1)在控制器處于發(fā)送狀態(tài)時，計算出CRC碼，同時將幀起始、仲裁場、控制場、(數(shù)據(jù)場)、CRO場按幀格式的要求進行打包；2)在控制器處于接收狀態(tài)時，將接收到的由幀起始、仲裁場、控制場、(數(shù)據(jù)場)、CRC場組成的被除數(shù)與生成多項式的二進制碼組進行模2除，結(jié)果為0，則接受數(shù)據(jù)，不為0，則丟棄數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生CRC校驗錯誤。
1．2．3 立填充模塊
在CAN總線協(xié)議中，當控制器處于發(fā)送或接收狀態(tài)時，若控制器檢測到總線上出現(xiàn)連續(xù)6個相同極性的電平時(幀結(jié)尾除外)，控制器將會檢測到錯誤而停止發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，此時控制器將會由發(fā)送或接收狀態(tài)轉(zhuǎn)換為錯誤狀態(tài)。
本模塊的主要作用是：在發(fā)送狀態(tài)時，連續(xù)發(fā)送5個相同極性的位時，若第5位與將要發(fā)送的第6位極性不同時，在第5位和第6位之間插入1個極性與第6位相同的位，若第5位與將要發(fā)送的第6位極性相同，在第5位和第6位之間插入1個極性與第6位相反的位；在接收狀態(tài)時，連續(xù)接收5個相同極性的位時，若第6位與之前5位的極性不同，則舍棄第6位，若第6位與之前5位的極性相同，則產(chǎn)生位填充錯誤，控制器將停止接收數(shù)據(jù)，此時控制器也將由接收狀態(tài)轉(zhuǎn)換為錯誤狀態(tài)。同時，本模塊也具有檢測位錯誤，位填充錯誤，形式錯誤及應(yīng)答錯誤的功能。另外，模塊還具有生成錯誤幀、過載幀、間歇幀的功能。
1．2．4 狀態(tài)機模塊
狀態(tài)機模塊在整個控制器中扮演著“大腦”的作用，它控制著其它模塊的操作。相比于文獻中未采用狀態(tài)機的設(shè)計，采用狀態(tài)機會使得各個模塊的功能作用更為明確，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為清晰合理，同時也更便于各個模塊之間的協(xié)調(diào)控制。本狀態(tài)機模塊的設(shè)計采用和文獻中相同的設(shè)計，將控制器分為了10種模式：總線脫離、總線啟動、總線空閑、模式選擇、發(fā)送模式、接收模式、錯誤模式、間歇模式、超載模式及掛起模式。CAN狀態(tài)機狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖2所示。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/191153.htm
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