基于SOPC的車輛總線控制器設(shè)計(jì)方案
加入技術(shù)交流群
3 SOPC片上系統(tǒng)MVB控制器設(shè)計(jì)
3.1 總線訪問(wèn)IP核與NiosII的系統(tǒng)集成
利用QuartersII的SOPC Builder工具，集成了1個(gè)32位NiosII軟核處理器、4 KB的片內(nèi)RAM、MVB總線訪問(wèn)IP核(包括編碼器和解碼器)以及LCD控制模塊，在Altera的CycloneII FPGA上構(gòu)成了一個(gè)能實(shí)現(xiàn)MVB一類網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)功能的片上系統(tǒng)，如圖8所示。圖9為SOPCBuilder中各個(gè)功能模塊的凋用情況。
3.2 NiosII處理器上的軟件設(shè)計(jì)
基于上述SOPC系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一個(gè)基本的MVB節(jié)點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)過(guò)程數(shù)據(jù)傳輸。該節(jié)點(diǎn)將Oxl4地址設(shè)置為源端口。當(dāng)主幀輪詢0x14地址時(shí)，本節(jié)點(diǎn)將此端口里的數(shù)據(jù)打包成從幀發(fā)送到總線上面，以刷新0x14地址的宿端口。
MVB模塊頭文件altera_avalon_mvb.h的設(shè)計(jì)，包括總線訪問(wèn)IP核寄存器讀寫(xiě)的宏定義。
在主函數(shù)里置MVB總線接收允許位，循環(huán)等待接收MVB主控制器發(fā)過(guò)來(lái)的主幀。節(jié)點(diǎn)在接收到主幀之后，程序進(jìn)入中斷處理程序。在巾斷程序里提取接收到的主幀里的端口地址，并與自身預(yù)設(shè)的端幾地址碼進(jìn)行比較。如果地址碼相符，則節(jié)點(diǎn)將本端口的數(shù)據(jù)通過(guò)MVB發(fā)送器發(fā)到總線上，實(shí)現(xiàn)端口數(shù)據(jù)刷新操作。
主循環(huán)代碼節(jié)選：
4 仿真與實(shí)測(cè)波形
4.1 仿真波形
在本實(shí)驗(yàn)中，對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的MVB板卡進(jìn)行了功能仿真和FPGA驗(yàn)證.通過(guò)對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收驗(yàn)證了所搭建的MVB系統(tǒng)。對(duì)MVB總線控制器發(fā)送過(guò)程的主從幀仿真結(jié)果如圖10所示。發(fā)送的主從幀數(shù)據(jù)都為0x0055，包含1個(gè)幀頭及8位CRC校驗(yàn)數(shù)據(jù)。
4.2 實(shí)測(cè)波形
編好程序后，再編譯一遍QuartersII工程文件，將得到的.pof文什下載至FPGA內(nèi)。上電后用示波器測(cè)輸出引腳，便可觀察到MVB從幀波形，實(shí)測(cè)波形如圖11所示。對(duì)照IEC-61375協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，可以判斷出該渡形為符合標(biāo)準(zhǔn)的正確波形，并且源端口節(jié)點(diǎn)上收到了正確的數(shù)據(jù)，從而證明該過(guò)程數(shù)據(jù)端口成功刷新。
結(jié)語(yǔ)
目前，MVB控制器實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中過(guò)程變量的正確接收和發(fā)送。本總線訪問(wèn)IP核實(shí)現(xiàn)的功能與MVBC相當(dāng)，但是由于采用了先進(jìn)的SOPC設(shè)計(jì)技術(shù)，其體系結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)難度也大大降低，在通用性方面有了很大的提高。
評(píng)論