Inżynieria komunikacji CAN i FPGA: Implementacja systemu pomiarowego opartego na magistrali CAN na zestawie deweloperskim FPGA

Oryginalny tytuł:

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

Zawartość książki:

Sieć CAN (Controller Area Network), wynaleziona przez firmę Bosch w 1983 roku, to protokół szeregowej magistrali polowej, który pierwotnie był używany w pojazdach drogowych, a obecnie jest szeroko stosowany w innych dziedzinach przemysłu. Od samego początku inżynierowie elektroniki samochodowej używali mikrokontrolerów (MCU) do sterowania magistralą CAN.

Obecnie, gdy układy FPGA (Field-programmable Gate Array) stały się bardzo zaawansowane, niniejsza książka wprowadza nową metodę, która wykorzystuje FPGA i MCU wspólnie zamiast pojedynczego MCU do zaprojektowania systemu pomiarowego magistrali CAN. Ponadto zaprojektowany system powinien być w stanie pracować z możliwie największą prędkością. Rozdział 1 tej książki to wprowadzenie, które obejmuje tło, cel i zarys tej książki.

Rozdział 2 opisuje historię rozwoju protokołu CAN i jego podstawy, takie jak obszar zastosowań, warstwy architektury, różne struktury ramek, kodowanie ramek, obsługa błędów i ograniczanie błędów, które zostały zaczerpnięte ze specyfikacji CAN 2.

0 i ISO 11898. Pomaga to czytelnikowi zrozumieć CAN.

Rozdział 3 analizuje efektywną szybkość transmisji danych i współczynnik magistrali CAN oraz portu szeregowego UART MCU. Następnie porównuje ich wartości i wyciąga wnioski. Rozdział ten jest najważniejszym badaniem teoretycznym w tej książce.

Rozdział 4 opisuje urządzenia wykorzystywane w eksperymentach opisanych w książce. Zastosowano pięć głównych urządzeń: układ FPGA firmy Altera, translator poziomów 5-3. 3 V, MCU Atmel CAN, NI CAN USB i komputer PC ze środowiskiem LabVIEW.

Rozdział 5 demonstruje procedurę tworzenia oprogramowania dla całego systemu, w tym FPGA z Quartus II, MCU z Keil C51 i NI CAN BUS z LabVIEW. Rozdział 6 opisuje eksperymenty testowe systemu pomiarowego.

Przeanalizowano w nim typowy błąd ignorowany podczas programowania MCU i pokazano, jak go rozwiązać. Po przeprogramowaniu zilustrowano trzy testy i ich wyniki. Rozdział 7 przedstawia końcowy wniosek tej książki, który mówi, że zaprojektowany tutaj system pomiarowy maksymalnie wykorzystuje efektywne dane CAN.