Ingegneria delle comunicazioni CAN e FPGA: Implementazione di un sistema di misura basato su bus CAN su un kit di sviluppo FPGA

Titolo originale:

CAN and FPGA Communication Engineering: Implementation of a CAN Bus based Measurement System on an FPGA Development Kit

Contenuto del libro:

Il Controller Area Network (CAN), inventato da Bosch nel 1983, è un protocollo di bus di campo seriale originariamente utilizzato nei veicoli stradali e ora ampiamente applicato in altri settori industriali. Fin dalla sua nascita, gli ingegneri elettronici del settore automobilistico hanno utilizzato i microcontrollori (MCU) per controllare il bus CAN.

Oggi che il Field-programmable Gate Array (FPGA) è diventato molto avanzato, questo libro introduce un nuovo metodo che utilizza un FPGA e un MCU congiuntamente invece di un singolo MCU per progettare un sistema di misurazione del bus CAN. Inoltre, il sistema progettato deve essere in grado di funzionare alla massima velocità possibile. Il Capitolo 1 di questo libro è l'introduzione, che comprende il contesto, l'obiettivo e lo schema di questo libro.

Il Capitolo 2 descrive la storia dello sviluppo del protocollo CAN e i suoi fondamenti, come il campo di applicazione, i livelli dell'architettura, le diverse strutture dei frame, la codifica dei frame, la gestione degli errori e il confinamento dei guasti, estratti dalle specifiche CAN 2.0 e ISO 11898.

0 e ISO 11898. Ciò aiuta il lettore a comprendere il CAN.

Il capitolo 3 studia la velocità effettiva di trasmissione dei dati e il rapporto tra il bus CAN e la porta UART seriale dell'MCU. Quindi confronta i loro valori e trae una conclusione. Questo capitolo è la ricerca teorica più importante di questo libro.

Il Capitolo 4 descrive i dispositivi utilizzati negli esperimenti del libro. Sono stati applicati cinque dispositivi principali: un FPGA Altera, un traduttore di livello da 5 a 3 V, un MCU Atmel CAN, un NI CAN USB e un PC con ambiente LabVIEW. 3 V, un MCU CAN Atmel, un NI CAN USB e un PC con ambiente LabVIEW.

Il capitolo 5 illustra la procedura di sviluppo del software per l'intero sistema, che comprende FPGA con Quartus II, MCU con Keil C51 e NI CAN BUS con LabVIEW. Il Capitolo 6 descrive gli esperimenti di collaudo del sistema di misura.

Analizza un errore comune ignorato durante la programmazione dell'MCU e mostra come risolverlo. Dopo la riprogrammazione, vengono illustrati tre test e i relativi risultati. Il Capitolo 7 presenta la conclusione finale di questo libro: il sistema di misura qui progettato utilizza al massimo i dati effettivi CAN.