基于LIN总线重卡车身网络系统研究及FPGA实现

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yorehi
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随着汽车工业现代化的快速发展和汽车电子技术的不断革新,现代重型卡车向更节能、更舒适、更安全、更智能的方向发展,车身电子部件自动化与智能化程度高,车身电控器件应用更多,导致车身布线越来越庞大和复杂,局部互联网络LIN总线将是汽车车身网络低端通讯的首选标准。针对传统的以MCU为核心的LIN总线网络设计方法,FPGA IP内核模块设计技术的应用,具有减少元器件数量、可方便提供车载总线应用接口,减少PCB复杂性和层数等优点。在设计阶段,可以通过对功能参数的修改、变化以及根据终端客户需求的修改,再次对系统中FPGA进行重配置,可满足汽车产品灵活性的要求以及降低汽车产品设计成本。本文提出基于FPGA的IP核技术设计LIN总线控制器方案,通过将LIN节点控制器核内嵌到单芯片内,以实现片内多个控制器核的集成,从而简化车身总线网络硬件数目与网络规模。选择Xilinx公司Spartan3S400芯片为设计芯片,采用自顶而下模块化设计方法,整个LIN控制器IP软核包括:寄存器管理模块、时钟管理模块、收(发)转移寄存器管理模块以及状态进程处理模块。本文设计的LIN控制器在Xilinx Spartan3S400实验板上进行总线节点功能仿真实验,实验结果表明LIN控制器符合LIN2.0总线通信协议标准,满足控制总线节点的网络通信功能,经测试,系统的通信运行稳定可靠,与传统采用MCU外加LIN专用收发器技术的总线控制方法相比,本次设计在硬件占用资源、硬件电路体积、成本、产品功耗以及集成度方面取得明显效果,在未来绿色、节能、环保车型上具有更广泛应用。
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