通用串行總線的CAN總線通用接口模塊設(shè)計

為滿足高度綜合化發(fā)展對嵌入式處理系統(tǒng)交聯(lián)信號的多樣性要求,提出了一種基于pciexpress總線架構(gòu)的多功能接口模塊的設(shè)計實現(xiàn)方案。采用一片fpga作為邏輯設(shè)計芯片,實現(xiàn)了包括fc、rs422、arinc429、usb、ide等多種接口,滿足了綜合化發(fā)展對模塊功能、功耗和重量等要求,可通用于各類綜合處理系統(tǒng)接口設(shè)計中。

verilog總線接口模塊的設(shè)計

工業(yè)控制領(lǐng)域以前一般都是采用rs485總線來組網(wǎng),但是由于485總線的種種限制導致網(wǎng)絡(luò)很難達到工業(yè)控制要求.can總線由于其優(yōu)越的拓撲結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)正在逐漸代替485總線而成為工業(yè)控制總線領(lǐng)域的最新標準.本文描述的can網(wǎng)絡(luò)模塊就是用采實現(xiàn)把多種類型、數(shù)目較多的火災(zāi)報警控制器互聯(lián)組成網(wǎng)絡(luò),從而實現(xiàn)信息互享、控制/顯示集中的應(yīng)用.

回顧了通用串行總線(usb)發(fā)展的歷程,論述了隨著電腦科技和數(shù)碼技術(shù)的發(fā)展,原usb2.0標準規(guī)定的480mb傳輸速率已不能滿足使用要求,于是2008年底推出了最高傳輸速率為5gb的usb3.0標準,因此,有必要對適應(yīng)于該標準的usb3.0電纜進行研究。提出了usb3.0電纜的技術(shù)要求,論述了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選用及制造技術(shù)。

針對can總線和pc機之間通信的"瓶頸"問題,設(shè)計了一種通信轉(zhuǎn)換模塊,采用單片機pic18f4550以及can總線控制器mcp2510和高速can收發(fā)器82c250來實現(xiàn),介紹了各模塊之間的硬件接口電路。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計了軟件流程以及上位機程序。測試結(jié)果表明,設(shè)計的usb-can通信模塊,工作可靠穩(wěn)定,與pc機連接方便,可用于對can網(wǎng)絡(luò)的實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析。

針對在井下惡劣的測量環(huán)境中,要求測量系統(tǒng)耐高溫、低功耗、傳輸速率高以及系統(tǒng)設(shè)計印制電路板形狀、尺寸受限等問題,設(shè)計了基于dsp的測井儀器井下通用的can通信接口。該接口以tms320lf2407a為核心,通過can總線驅(qū)動器sn65hvd231q和雙端口隨機存儲器idt7025l實現(xiàn)主控節(jié)點與井下各種儀器間的實時測量數(shù)據(jù)交換。對系統(tǒng)的軟硬件進行了詳細說明,并給出了高溫實驗的結(jié)果。結(jié)果表明:系統(tǒng)實現(xiàn)了高效穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸處理,具有很高的實際應(yīng)用價值。

為了使程控儀器可以接入不同接口的測試系統(tǒng),在儀器接口平臺上設(shè)計了一種儀用usb接口模塊。該設(shè)計采用scpi解析模塊,使儀器在更換了usb接口模塊后仍可方便地進入以usb總線構(gòu)建的自動測試系統(tǒng)。測試結(jié)果表明,插入usb接口模塊的儀器能夠在以scpi為控制命令的usb總線系統(tǒng)中穩(wěn)定工作。

本文根據(jù)電路實際工作條件,搭建了測井儀器通用can總線接口電路的試驗平臺,抽取3個電路樣品進行一次定時截尾實驗,觀察電路在實驗室模擬高溫環(huán)境下的工作情況,通過實驗數(shù)據(jù)和波形計算出了電路的數(shù)據(jù)傳輸速率以及平均壽命值.

介紹了基于cpci總線的異步串行模塊的硬件設(shè)計與軟件設(shè)計,其中,硬件設(shè)計部分描述了串行接口模塊的硬件組成和寄存器定義;軟件設(shè)計介紹了底層軟件、中間件與應(yīng)用層軟件的設(shè)計思路,其中重點就底層軟件設(shè)計,給出了設(shè)計方法與工作流程。經(jīng)驗證,該異步串行模塊增加了串行通信的可靠性,滿足四串口多線程同步滿負荷運行的極端使用需求。目前,該模塊已成功應(yīng)用于工業(yè)測控等領(lǐng)域。

介紹了基于虛擬儀器系統(tǒng)的通用接口模塊的研究與設(shè)計。以cypress公司生產(chǎn)的usb2.0總線控制器ez-usbfx2(cy7c68013)為核心,設(shè)計了一款通用型數(shù)據(jù)傳輸模塊,工作于從屬fifo模式。重點介紹了模塊的硬件設(shè)計、usb的固件代碼、驅(qū)動程序以及應(yīng)用程序的設(shè)計,實現(xiàn)了計算機與虛擬儀器之間的數(shù)據(jù)傳輸。

為實現(xiàn)噴氣織機對電控系統(tǒng)通訊實時性、可靠性的要求,設(shè)計出一種用于連接織機各子控制系統(tǒng)的can總線接口模塊。其中,硬件平臺主要由三星公司的基于arm920t內(nèi)核的嵌入式微處理器s3c2440a及microchip公司的can總線控制器mcp2515進行搭建;軟件設(shè)計部分包括了wince操作系統(tǒng)下驅(qū)動選型、流接口函數(shù)實現(xiàn)、中斷處理等內(nèi)容。實驗結(jié)果表明,該設(shè)計可以滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖傩院涂煽啃缘囊蟆?/p>

介紹了一種基于can總線的分布式溫度測控模塊,詳細闡明了模塊的硬件原理和軟件技術(shù)。該模塊充分利用can總線i/o擴充器mcp25050的自身資源,其配置簡單,維護容易,性能優(yōu)異,為大規(guī)模分布式溫度測量控制提供了有力的手段。

指出了rs485接口功能在自動測試系統(tǒng)中的重要地位,提出了一種基于vxi總線的rs485接口模塊的實現(xiàn)方法;對寄存器地址進行合理分配,采用fpga實現(xiàn)軟fifo為rs485通信提供數(shù)據(jù)緩沖,使用arm7內(nèi)核的lpc2368控制器實現(xiàn)rs485通信協(xié)議和數(shù)據(jù)傳輸,利用max490e作為rs485總線接口驅(qū)動器,對信號電平進行轉(zhuǎn)換,并同時提供信號隔離,最大傳輸波特率115200bps,具有±15kv的靜電沖擊保護,可在惡劣環(huán)境下進行通信;該模塊已成功應(yīng)用于某型魚雷維修設(shè)備的自動測試系統(tǒng)中。

介紹了pci橋接口芯片pci9030和can接口芯片sja1000,給出了基于cpci總線的can總線擴展模塊軟硬件的設(shè)計方案及實現(xiàn)方法。

本文介紹了一種基于m9020-fnu20微處理器的can總線通信接口的硬件和軟件設(shè)計,對硬件設(shè)計電路的組成部件做了簡單介紹,并對軟件設(shè)計中發(fā)送程序和接收程序做了詳細介紹。

ieee1394總線又稱之為"火線",是一種工業(yè)標準高速串行總線,具有可靠性好、傳輸速率高、擴展性強的優(yōu)點;采用ti公司的鏈路層控制芯片tsb82aa2和物理層接口芯片tsb81ba3,設(shè)計了一種基于cpci總線的ieee1394接口模塊,在嵌入式計算機中擴展了2路1394總線接口,該模塊在車載指控計算機系統(tǒng)中得到應(yīng)用,實現(xiàn)了圖像采集和視頻監(jiān)控,實際應(yīng)用表明模塊能夠在惡劣環(huán)境下可靠穩(wěn)定工作。

文章介紹了一款基于cpci-e總線、智能1553b接口的計算機擴展模塊,分析了cpci-e總線以及1553b接口的關(guān)鍵技術(shù),研究基于pci-e橋及1553b接口控制器的硬件實現(xiàn)方法,設(shè)計出基于新一代cpci-e高速總線的1553b功能模塊,能夠有效提高工控計算機的擴展性能。

設(shè)計的vxi接口模塊是為了實現(xiàn)上位機和10通道合成儀器之間的數(shù)據(jù)通信。根據(jù)10通道合成儀器的特點,利用fpga技術(shù)對寄存器組中不同的寄存器進行了分別設(shè)計,并將模塊識別邏輯、寄存器譯碼邏輯、數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)答邏輯、數(shù)據(jù)低寄存器監(jiān)視邏輯協(xié)同工作來控制數(shù)據(jù)通信,通信方式分為正常數(shù)據(jù)傳輸方式和快速掛鉤傳輸方式。一系列的時序證明此vxi總線模塊能夠滿足通信要求。

為滿足惡劣環(huán)境下計算機系統(tǒng)的高可靠性需求,將冗余技術(shù)結(jié)合到can總線模塊的硬件與軟件開發(fā)中,介紹其總體方案、硬件及軟件設(shè)計方法,重點描述了在vxworks系統(tǒng)下的驅(qū)動軟件實現(xiàn),給出了部分實現(xiàn)細節(jié)及設(shè)計流程。測試結(jié)果表明,此設(shè)計可成功實現(xiàn)can冗余模塊在總線故障情況下的冗余切換,提高了設(shè)備可靠性。

can總線中繼器是一種被廣泛用于遠程數(shù)據(jù)通訊的大型工程,中繼器的主要功能為延長通訊距離以及擴展總線網(wǎng)絡(luò),所以其本身的設(shè)計質(zhì)量也將關(guān)系到整個大型系統(tǒng)質(zhì)量的評價。該文從硬件和軟件設(shè)計方面提出了一個采用雙mcu設(shè)計can總線中繼器的思路,兩個mcu之間采用spi總線協(xié)議,使得系統(tǒng)具有更好的穩(wěn)定性和實時性。最后對系統(tǒng)進行了實驗,并對整個系統(tǒng)進行簡單的性能分析。

隨著航天技術(shù)的進步,衛(wèi)星的快速集成、測試、發(fā)射以及在軌更換成為未來航天器發(fā)展的一個重要方向,即插即用技術(shù)已成為各國研究重點。提出一種如何使傳統(tǒng)星上傳感器實現(xiàn)即插即用的方法。基于現(xiàn)場可編程門陣列(field-programmablegatearray,fpga)以及usb控制器系統(tǒng)實現(xiàn)高級傳感器接口模塊(advancedsensorinterfacemodule,asim)設(shè)計,并舉例說明如何采用可擴展標記語言(extensiblemarkuplanguage,xml)描述接口模塊的電子數(shù)據(jù)表單(extensibletransducerelectronicdatasheet,xteds)信息,對xml文檔的解析結(jié)果進行了分析。

介紹了令牌總線網(wǎng)絡(luò)——arcnet的協(xié)議特點,重點闡述了一種基于arcnet令牌總線的網(wǎng)絡(luò)接口模塊,詳述了硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計及軟件功能的實現(xiàn)。利用該模塊搭建了arcnet分布式溫度監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),有很高的實時性和可靠性。