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由于汽车产业的迅速发展,汽车电子逐渐占据了芯片研发中的一部分市场,而与车内的网络通信协议密切相关的产品,已经在国际上掀起了开发热潮。随着FPGA产品的成熟和性价比的提高,在中小型的SoC系统开发中,FPGA正在渐渐取代ASIC的地位,展现着它的设计灵活性和快速转换能力。汽车电子网络协议的变化很快,而且许多协议都处在不断的修改和完善中,为了保证产品的及时上市和较长的生命周期,基于FPGA设计成为了比较理想的选择。
要进行FPGA项目的开发,选择合适、便捷的开发平台,探询简约、可重复的研发方法,就成了摆在面前的首要任务之一。LIN协议是汽车电子网络协议中的一种,它可以作为CAN的辅助的低成本应用网络,是一个具有典型意义的网络开发实例。通过对LIN协议控制器的开发,逐步的加深了对整个汽车电子的通信网络的理解,更为重要的是,找到了一种基于FPGA的协议控制器的IP核的开发方法。将该开发过程推广开来,就有可能按部就班的完成更为复杂的FlexRay协议控制器的研发。
本文正是在这样的背景下,通过对LIN控制器的开发逐渐探索出来一种“系统构成建模——FPGA项目建立——FPGA项目板级实现”的汽车电子网络产品的开发途径。该设计方案的成功实现不仅从侧面说明了LIN系统建模的正确性,更说明了将汽车电子网络协议进行FPGA式开发的合理性及必要性。所以,FlexRay网络协议控制器的研发,又成为了这个新途径的受益者。出于探究基于FPGA的IP核的设计方法的目的,在LIN和FlexRay这两个汽车电子网络协议控制器的建模过程中,都对标准的协议模型进行了适当的简化,突出了关键的数据传输部分而省略了睡眠、唤醒等功能的实现。结果表明,采用Altium公司的Nexar2004开发平台进行FPGA项目开发,可以快速的完成从RTL级描述到PCB板级的整个过程,而且JTAG接口的虚拟仪器的加入和嵌入式项目的建立,使得整个系统的软、硬件调试变得更加和谐、高效。