随着新能源汽车、智慧交通以及自动驾驶技术的不断发展和进步,伴随而来的车内互联线束增多、信息交互频繁等问题都给车载电子技术带来了不小的挑战。CAN（Controller Area Network）总线因其具有实时性高、容错能力强、支持分布式控制以及配置灵活等独特优点,成为了汽车电子领域中使用最多的现场总线,如今更是被广泛应用于工业控制自动化、智慧城市甚至是航空航天等诸多领域。但是有关CAN控制器的研究在我国起步较晚,且设计的芯片大多是独立CAN控制器,能够进行系统集成的CAN控制器芯片相对较少,其性能和应用场景都十分有限。针对这一现状,本论文的主要研究内容是设计并实现一款基于APB总线的CAN总线控制器IP,相较于传统的板级分立式系统,有着更广泛的应用范围和应用前景,对实现CAN控制器国产化自主知识产权,摆脱芯片进口依赖的现状具有重要的意义。本文首先结合CAN总线的历史背景,深入分析了当前国内外CAN控制器的发展趋势。然后研究了CAN总线相关协议,重点对CAN总线的帧结构、CAN2.0协议的核心内容等进行了详细介绍,并对AMBA总线协议的基本特征及其在So C设计中的应用做了深入研究,以此为基础确定CAN控制器的整体功能。采用“Top-to-Down”的设计方法将控制器划分为接口管理逻辑、位数据流处理器、验收滤波器、位时序逻辑以及错误管理器这五个功能模块,采用Verilog HDL硬件描述语言分别完成各个模块的设计,实现了CAN总线控制器发送/接收过程中的位定时、错误检测、验收滤波、报文构造/分解等功能设计,并通过APB总线将CAN控制器集成于片上系统。接着搭建软硬件测试平台,使用Modelsim对设计的控制器进行功能仿真与结果分析,仿真结果表明各项功能正确,实现了预期的目标和要求。在完成仿真验证后将CAN总线控制器编译成位流文件下载到FPGA中,与USB-CAN调试工具组成不同的CAN节点进行通信测试,以此完成FPGA原型验证工作,验证结果表明设计的CAN控制器IP下载到FPGA中能够作为节点在网络中正常通信,符合CAN2.0B协议要求。最后采用DC综合工具基于SMIC 0.13μm工艺实现了控制器RTL代码到门级网表的转换,综合后的CAN IP实现了面积、时序和功耗间的平衡。综上结果,本文设计的基于APB总线的CAN控制器功能完善,完成了对控制器的设计、仿真、验证、综合等全部工作。此外使用APB总线增强了CAN控制器的可移植性和So C系统的可扩展性,具有一定的工程应用价值和良好的发展前景。