基于SOPC的AMT控制單元設(shè)計(jì).pdf

1、機(jī)械式自動(dòng)變速器(AMT)是有廣闊市場(chǎng)的汽車變速器，其控制單元(簡(jiǎn)稱TCU)，是AMT系統(tǒng)的大腦，直接影響AMT系統(tǒng)的性能。常見(jiàn)的TCU使用MCU作為核心控制芯片，不具備硬件可編程性，限制了TCU的可升級(jí)性?？删幊唐舷到y(tǒng)(SOPC)，用可編程邏輯技術(shù)把整個(gè)系統(tǒng)放到一塊硅片上，具有軟硬件在系統(tǒng)可編程的特點(diǎn)，被稱為“半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的未來(lái)”。
　　 本文設(shè)計(jì)的目的就是將SOPC技術(shù)應(yīng)用到TCU設(shè)計(jì)上，從而使TCU具有硬件可編程性。本文先

2、介紹了AMT的工作原理，分析了TCU的功能需求，進(jìn)而給出了TCU設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)。本文以FPGA芯片AFS600為核心構(gòu)建SOPC內(nèi)核，采用“開(kāi)發(fā)板+接口板”的方案來(lái)設(shè)計(jì)TCU。
　　 本文將汽車與TCU交互的各種信號(hào)劃分到前向數(shù)字、前向模擬、檔位輸入、油門輸入和離合器控制等模塊，并給出了各個(gè)模塊的電路原理圖。
　　 本文使用Core8051知識(shí)產(chǎn)權(quán)核作為CPU，通過(guò)添加數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器和設(shè)計(jì)外設(shè)擴(kuò)展系統(tǒng)，完成了微控

3、制器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)了頻率量模塊、模擬量模塊、液晶顯示模塊、脈寬調(diào)制波(PWM)產(chǎn)塵模塊和其他模塊，完成了SOPC內(nèi)核的搭建。文中對(duì)模塊的功能、原理和具體設(shè)計(jì)給出了說(shuō)明，對(duì)設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題和難點(diǎn)進(jìn)行了分析和解釋，并對(duì)每個(gè)模塊的功能，進(jìn)行了仿真和驗(yàn)證。將SOPC技術(shù)應(yīng)用到TCU設(shè)計(jì)上，使其具備硬件可編程性，是本文的第一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。
　　 通過(guò)將開(kāi)源CAN知識(shí)產(chǎn)權(quán)核重用到芯片AFS600上，使TCU獲得了CAN通信能力。本文分析了該C

4、AN核的文件組織，分析了引腳的有效電平和觸發(fā)方式，實(shí)現(xiàn)了CAN核在AFS600上的移植；通過(guò)將雙向總線改造為單向總線和設(shè)計(jì)時(shí)序轉(zhuǎn)換橋，實(shí)現(xiàn)了CAN核和Core8051核的通信，并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。對(duì)開(kāi)源CAN核進(jìn)行適用性改造，實(shí)現(xiàn)其在AFS600上的重用，是本文的第二個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。
　　 為了驗(yàn)證TCU原型機(jī)的功能，進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)并分析了試驗(yàn)結(jié)果。為了直觀地觀察TCU的各種狀態(tài)信息，設(shè)計(jì)了上位機(jī)調(diào)試系統(tǒng)；使用單參數(shù)（車速）換擋規(guī)律，編