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基于MCU+FPGA的航空总线接口板测试平台设计

作者:邓小松 黄虎时间:2011-09-27来源:电子产品世界

  引言

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/123977.htm

  本文的项目背景是为了测试在航空领域总线和高速异步总线的通信状况。(控制器局域网)总线是由ISO(国际标准化组织)定义的有效支持分布式控制和实时控制的多组串行通信总线,由于其在通信能力、实时性、灵活性、易用性、传输距离远、可靠性等方面有着明显的优势,日益受到人们的重视,在航空等领域已得到广泛应用,成为目前比较流行的现场总线之一。RS485标准的全称为TIA/EIA-485串行通讯标准,为弥补RS-232通信距离短、速率低等缺点而产生的,其数据采用平衡发送和差分接收,具有抑制共模干扰的能力,抗噪声干扰性好。RS485具有多站能力(在总线上允许连接多达128个收发器),是一种相对经济、具有相当高噪声抑制、相对高的传输速率、传输距离远的半双工异步总线。LVDS(低压差分信号传输)具有小摆幅差分特性使其成为一种高速低噪声、高噪声抑制能力、较低的电磁干扰、低功率技术,保证了可靠的信号传输,能满足当今高性能数据传输应用的新型技术。此技术基于ANSI/TIA/EIA-644LVDS接口标准。

  功能介绍

  本测试平台采用+为基本运行平台,通过总线、高速异步总线进行数字信号的传输,主要用作对接口板功能的完整性、正确性进行测试分析。通过RS232接口连接到上位机实现数据的实时发送和接收,以及对CAN总线和高速异步总线的波特率等参数实施动态控制。

  硬件电路设计

  本测试平台对CAN数据传送采用了双冗余备份总线,支持8路高速异步总线同时传送数据,其中4路为RS485电平,4路为LVDS电平。主要由(微控制器)控制模块、(现场可编程逻辑阵列)模块、CAN总线控制模块、RS485接口模块、LVDS接口模块、RS232模块以及电源模块组成。主要硬件电路设计框图如图1。

  

 

  Atmel公司的器件选用Atmel公司的ATmega128-16AI,时钟频率11.0592MHz。ATmega128为基于AVR RISC结构的8位低功耗CMOS微处理器。由于其先进的指令集以及单周期指令执行时间,ATmega128 的数据吞吐率高达1MIPS/MHz,从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。MCU是整个总线控制器的核心,主要实现CAN总线信号的处理、与上位机通信以及对和上位机通信进行中转。FPGA选用Xilinx公司XC3SD3400A-4CS484,时钟频率50MHz,主要实现高速异步总线的处理、接收MCU的控制指令与MCU进行数据交互。

  



关键词: CAN FPGA MCU 201109

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