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基于PCI總線的CAN卡的設(shè)計與實現(xiàn)

時間:2023-05-01 12:14:17 電子通信論文 我要投稿
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基于PCI總線的CAN卡的設(shè)計與實現(xiàn)

摘要:介紹了PCI橋接口芯片PCI9052和CAN接口芯片SJA1000,給出了基于PCI總線的CAN總線適配卡軟硬件的設(shè)計思路、過程及實現(xiàn)方法。

    關(guān)鍵詞:PCI總線 PCI9052 CAN總線 SJA1000

現(xiàn)場總線CAN(Controller Area Network控制器局域網(wǎng)絡(luò))以其高性能、高可靠性及獨特的設(shè)計,越來越受到人們的重視和青睞,不但在汽車行業(yè)中應(yīng)用廣泛,而且在工業(yè)控制、機器人、醫(yī)療器械、傳感器等領(lǐng)域發(fā)展迅速。為了擴展CAN總線的功能,與計算機相連,可設(shè)計具有CAN接口和PC接口的CAN適配卡,用來收集CAN總線上各個節(jié)點的信息,轉(zhuǎn)發(fā)給PC機,并可將PC機的命令和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給各個節(jié)點以及完成對CAN總線上的用戶系統(tǒng)的部分監(jiān)控和管理工作。

PCI總線是Intel公司推出的一種先進的高性能32/64位局部總線,可同時支持多組外圍設(shè)備,不受制于處理器,數(shù)據(jù)吞吐量大(33MHz總線頻率、32位傳輸時峰值可高達132MB/s)。目前PCI是處于主流的計算機總線。以往的CAN卡一般都是基于ISA總線的,由于ISA部傳輸速率低,CAN卡必須增加中繼控制功能,才能夠適應(yīng)CAN的高速傳輸,導致造價高、體積大、傳輸速率低,不利于CAN總線的推廣應(yīng)用。由于PCI總線傳輸速度快,而且支持熱插拔、電源管理等功能,不但能滿足CAN總線的高速數(shù)據(jù)傳輸,性能高、功能強,而且體積小、價格低、使用方便、應(yīng)用范圍廣。

CAN卡的設(shè)計包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。

1 硬件設(shè)計

PCI總線是一種獨立于CPU的局部總線,不同于傳統(tǒng)的ISA總線。由于PCI總線規(guī)范定義了嚴格的電氣特性和時序要求,開發(fā)難度比ISA總線的開發(fā)難度大。實現(xiàn)PCI接口的方案一般有兩種:采用可編程邏輯器件和專用總線接口器件。采用可編程邏輯器件實現(xiàn)PCI接口的最大好處是比較靈活,可把PCI時序模塊和功能模塊結(jié)合在一起,可以利用的器件也比較多(如Altera公司的CPLD器件、Xilinx公司的FPGA器件等),還可以購買由廠家提供的用VHDL、AHDL等硬件描述語言編制的PCI核心設(shè)計模塊,但其設(shè)計難度還是很高,因為PCI總線對負載要求、傳輸數(shù)據(jù)的建立時間的要求都比較苛刻,同時還需要器件內(nèi)部實現(xiàn)用于配置的各類寄存器,以及完成邏輯校驗、地址譯碼等工作的寄存器(大致需要15000個門電路)。此外,還需加入FIFO、用戶寄存器組和后端設(shè)備接口等部分。設(shè)計這種PCI總線接口會導致將大量的人力、物力投入到復(fù)雜的邏輯驗證和時序分析的工作上,開發(fā)周期較長。要用專用接口器件雖然沒有采用可編程邏輯器件那么靈活,但能夠有效地降低接口

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