学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于FPGA和CAN总线汽车数字仪表的ECU设计

作　者: 胡松华
导　师: 虞礼贞
学　校: 南昌大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: ECU CAN总线协议 FPGA NiosⅡ SOPC
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 197次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

电子装置在汽车上的使用使汽车的驾驶更加舒适安全,这些电子装置应用范围包括电子稳定装置、防抱死刹车系统、齿轮控制、车灯控制、车门控制、汽车仪表系统等,这些电子装置的核心部件是ECU(Electronic Control Unit),负责对传感器的数据采集以及对执行器件的控制,各部分的ECU采集各自部分传感器数据,这些数据可通过CAN总线网络使各个ECU互相查询,并通过执行器件实现用户所需要的功能。本论文采用基于FPGA的SOPC方案,实现一个带CAN总线功能数字仪表的ECU设计。在该方案中,我们采用NiosⅡ软核作为中央处理器,用VHDL语言,根据CAN总线协议规范,设计了CAN总线控制器IP核,NiosⅡ软核通过AVALON总线对CAN总线IP核以及其他各功能IP核,如显示控制IP核、PIO核、SDRAM控制IP核等,进行控制,从而完成数字仪表ECU的SOPC平台搭建。以这个平台为基础,完成了多点温度监测功能,所检测到的数据可以通过CAN总线与其他CAN总线节点共享。通过测试,证明设计的CAN总线控制器IP核能够实现总线协议芯片的功能。而且与传统的MCU+CAN总线控制器芯片的方案相比,该SOPC方案有更多的灵活性,和更高的集成度,这会使得ECU体积更小,能耗更少。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第1章引言  7-9
  1.1 汽车电子行业的发展状况和前景  7-8
  1.2 课题来源和技术方案  8-9
第2章相关技术介绍  9-21
  2.1 FPGA技术  9-12
    2.1.1 FPGA技术简介  9-10
    2.1.2 基于FPGA的SOPC系统  10-11
    2.1.3 FPGA技术在汽车电子应用中的优势  11-12
  2.2 CAN总线技术  12-20
    2.2.1 CAN总线简介  12-14
    2.2.2 CAN总线分层结构  14
    2.2.3 CAN总线报文传输  14-16
    2.2.4 CAN总线仲裁机制  16-17
    2.2.5 CAN总线错误处理机制  17-18
    2.2.6 CAN总线滤波机制  18-19
    2.2.7 汽车内的CAN网络  19-20
  2.3 小结  20-21
第3章 CAN总线控制器的VHDL实现  21-39
  3.1 CAN总线控制器实现方案  21-22
  3.2 寄存器控制模块设计  22-26
  3.3 位时序逻辑模块设计  26-31
    3.3.1 位定时  26-28
    3.3.2 同步机制  28-31
  3.4 位流处理器模块设计  31-34
    3.4.1 数据接收状态机  31-32
    3.4.2 接收数据程序  32-33
    3.4.3 发送数据程序  33-34
  3.5 验收滤波器模块设计  34-36
    3.5.1 滤波模式  35
    3.5.2 验收滤波器程序  35-36
  3.6 错误管理逻辑模块设计  36-38
    3.6.1 位错误  36-37
    3.6.2 CRC错误  37-38
  3.7 小结  38-39
第4章汽车数字仪表功能实现  39-56
  4.1 SOPC系统建立  40-46
    4.1.1 CAN总线控制器IP核设计  40-44
    4.1.2 CAN总线硬件电路  44-45
    4.1.3 建立SOPC系统  45-46
  4.2 实现汽车数字仪表的多点温度检测  46-55
    4.2.1 DS18B20简介  46-47
    4.2.2 单总线驱动电路设计  47-49
    4.2.3 温度检测系统程序设计  49-53
    4.2.4 多点温度检测系统的测点定位  53-55
  4.3 小结  55-56
第5章系统测试与总结展望  56-58
  5.1 系统测试  56-57
  5.2 工作总结与展望  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-61
攻读学位期间的研究成果  61

基于FPGA和CAN总线汽车数字仪表的ECU设计

内容摘要

全文目录

相似论文