車載CAN總線記錄儀實(shí)現(xiàn)大容量存儲(chǔ)系統(tǒng)

引言

　　CAN 是Controller Area Network 的縮寫(以下稱為CAN)，是ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議。近年來，其所具有的高可靠性和良好的錯(cuò)誤檢測(cè)能力受到重視，被廣泛應(yīng)用于汽車計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和環(huán)境溫度惡劣、電磁輻射強(qiáng)和振動(dòng)大的工業(yè)環(huán)境。本文利用“FPGA+單片機(jī)”作為存儲(chǔ)控制器，采用基于LZW算法的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，以SDRAM作為周期存儲(chǔ)和緩存，SD卡作為最終存儲(chǔ)載體，實(shí)現(xiàn)車載CAN總線記錄儀實(shí)現(xiàn)大容量存儲(chǔ)系統(tǒng)。

　　1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　如圖1所示，存儲(chǔ)系統(tǒng)主要包括以下模塊：FPGA主控模塊、CAN總線監(jiān)聽控制模塊、數(shù)據(jù)壓縮模塊、SDRAM控制模塊和單片機(jī)控制CH376模塊。本文主要介紹存儲(chǔ)部分，CAN總線監(jiān)聽控制模塊不做介紹。圖中，點(diǎn)畫線內(nèi)的部分均由FPGA控制。后端SD卡由MSP430單片機(jī)控制，SD協(xié)議芯片采用CH376。FPGA控制CAN總線控制芯片、CAN總線收發(fā)器從總線上獲取數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)壓縮模塊壓縮，存入SDRAM里。這里采用兩種存儲(chǔ)模式：一種是利用SDRAM存儲(chǔ)的可覆蓋性進(jìn)行周期存儲(chǔ)，具體存儲(chǔ)周期由壓縮率和SDRAM容量決定;另一種是直接存儲(chǔ)，SDRAM作為緩存。當(dāng)選擇直接存儲(chǔ)時(shí)，F(xiàn)PGA與單片機(jī)通信，利用FIFO給單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，單片機(jī)控制CH376將數(shù)據(jù)存入SD卡(存儲(chǔ)時(shí)間由SD卡容量決定)。

　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　2.1 FPGA主控模塊

　　FPGA選用Altera公司的Cyclone II系列芯片EP2C5T14418N，它具有內(nèi)部資源豐富、速度快的特點(diǎn)。上電后，主控模塊使能CAN總線監(jiān)聽控制模塊、數(shù)據(jù)壓縮模塊、SDRAM控制模塊。如果選擇周期存儲(chǔ)，則不使能單片機(jī);若選擇直接存儲(chǔ)，則讓單片機(jī)處于低功耗狀態(tài)，當(dāng)SDRAM有數(shù)據(jù)時(shí)FPGA把數(shù)據(jù)發(fā)給單片機(jī)，并使其控制CH376工作。

　　2.2 數(shù)據(jù)壓縮模塊