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CAN,是“Controller Area Network”的简称,即控制器局域网,是国际上使用最广泛的现场总线之一。起初CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯,在车载各电子控制装置设备间交换信息,形成了汽车电子控制网络。由于CAN总线拥有很高的实时性能,因此CAN已经在汽车工业、工业控制、航空工业等领域中得到了广泛使用[1]。并且在1993年CAN成为了国际标准ISO11519(低速应用)和ISO11898(高速应用)。本文以集成CAN控制器模块的MCU为研究课题,重点研究了CAN总线协议的关键技术,用RTL语言设计了CAN控制器模块并采用BOSCH标准测试平台对CAN控制器功能进行了完整的功能测试和性能测试。在完成CAN控制器设计的基础上,本MCU芯片还集成了ARM Cortex M3和其他功能模块,成为了一款高性能低价格的通用MCU芯片。本文详细介绍了该MCU芯片的设计和开发全流程,包括前端产品规格定义,RTL代码和芯片实现,和后端综合优化,布局布线,DFT/STA,ECO修改网表,到TYPEOUT流片,样片返回上测试机器进行样片测试,直至测试完成到工厂大规模生产等流程。主要研究内容分为以下部分。第一部分:介绍了CAN协议的产生背景,功能特点和当前国内外研究及发展现状,并阐述了本课题的研究目的和意义;第二部分:简述CAN协议的基本特性,如何利用多种帧格式进行报文传输,传输过程中的同步机制,以及错误检测和处理方法。结合CAN协议的阐述,定义了CAN控制器模块的功能框图和接口时序,设计了控制状态寄存器,完成了CAN控制器模块的逻辑设计和验证;第三部分:根据产品规格书,确定了MCU的芯片架构,存储空间和中断分配等,嵌入CAN控制器模块,形成了一个独立的CAN控制器MCU芯片;第四部分:MCU全流程开发介绍:包括预研阶段的MCU规格定义,前端RTL代码和芯片集成,RTL功能仿真,后端综合优化,Conformal检查,布局布线,DFT实现和DFT向量生成,STA时序分析,芯片网表带时序功能后仿真,ECO修改网表,到TYPEOUT流片。待工厂样片返回然后上测试机器进行样片测试,直至测试完成到工厂大规模生产。第五部分:芯片上MCU评估板,进行onboard测试,包括CAN功能原型验证和其他功能。