雙冗余CAN總線模塊研制.pdf

1、現(xiàn)場總線是在生產(chǎn)現(xiàn)場連接控制器與測量設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)，目前得到認(rèn)可的現(xiàn)場總線有十余種，CAN總線也是其中之一，由于其具有高可靠性、低成本、穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于汽車、電力、機(jī)械、化工、航空航天等控制領(lǐng)域，而在航空航天領(lǐng)域里，要求總線非?？煽康膫鬏敂?shù)據(jù)，且對總線進(jìn)行管理，CAN協(xié)議無法滿足這一要求，需要設(shè)計(jì)更高層的協(xié)議以及硬件設(shè)計(jì)方案。
　　本文設(shè)計(jì)了一種基于NIOS II處理器的雙冗余CAN總線模塊，通過對CAN協(xié)議、1553B

2、協(xié)議和冗余的分析，提出了支持此模塊的雙冗余CAN通信協(xié)議。本協(xié)議利用CAN總線的擴(kuò)展幀，實(shí)現(xiàn)了總線管理和靈活切換總線的功能。
　　在雙冗余CAN總線模塊中，采用在FPGA內(nèi)部嵌入NIOS II處理器的設(shè)計(jì)方案，同時(shí)選用SJA1000作為CAN控制器，TJA1050作為CAN收發(fā)器，通過Avalon接口模塊的連接，實(shí)現(xiàn)NIOS II處理器與外設(shè)之間的通信，包括NIOS II與CAN控制器SJA1000的通信、NIOS II與SRAM

3、之間的通信以及NIOS II與FPGA的配置芯片EPCS4之間的通信。
　　根據(jù)雙冗余協(xié)議，總線上的節(jié)點(diǎn)分為主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)，通過在Eclipse集成開發(fā)環(huán)境里對NIOS II處理器的模塊化編程，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的通信，使主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)完成各自的功能。主節(jié)點(diǎn)主要作用是發(fā)送命令、數(shù)據(jù)，錯(cuò)誤處理；從節(jié)點(diǎn)主要作用是接收命令、數(shù)據(jù)，執(zhí)行完成之后返回給主節(jié)點(diǎn)應(yīng)答。
　　由3個(gè)雙冗余 CAN總線模塊搭建一個(gè)測試平臺，一個(gè)模塊作為主節(jié)點(diǎn)，另外兩個(gè)