基于FPGA和MCU的CAN-VME总线转换设计
加入技术交流群
2 转换系统的软件设计
2．1 软件设计思路
由FPGA构建8个双口RAM，8路CAN控制器通过这8个双口RAM与上位VME总线主机进行数据通信，RAM口分别映射到VME总线主机内存地址和
MCU存储器空间中。系统数据传输采用MCU中断主机(VME主机)和主机中断MCU两种方式，前者通过触发主机外部中断实现，由双口RAM里面的中断控制来决定的，在触发中断后，提示主机读取CAN控制器接收到的数据以及CAN控制器的工作状态。主机中断MCU方式是通过MCU的外部中断管脚实现的，是由主机写入双口RAM的控制字实现的。触发该中断后，MCU就从主机接收要发送的报文，并发送到相应的CAN节点上，并配合主机配置CAN控制器的控制模式。中断流程如图4，图5所示。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/190789.htm
2．2 FPGA的软件设计
在该系统中，数据都由VME主机控制，所以FPGA构造双口RAM(或者8个区域即可)，使VME主机和MCU在RAM中完成数据传输。即主机要发送
的数据放入RAM中等待MCU提取，同时MCU发送的数据放入RAM中等待VME主机提取。
2．3 CAN节点软件设计
CAN节点软件是本系统的重点，它包括CAN控制器初始化、报文发送和报文接收3个部分。
初始化主要完成设置工作方式、接收方式、屏蔽寄存器、验收代码寄存器、波特率和中断寄存器，并且要在复位模式下进行初始化。初始化流程如图6所示。
报文发送就是将代发的数据按照CAN总线协议的数据格式，组成一帧一帧的报文，送入SJA1000的发送缓冲区，触发SJA1000发送即可；报文接收同理。
2．4 MCU转换程序设计
微控制器程序设计的主要目的是以最快的速度响应中断请求，完成两种总线数据的转换和传输。编程时采用模块化思想，每个模块完成一定的功能。编程采用Keil公司的Keil μVision3编程工具，设计分为：初始化系统、使能中断、查询总线，随时准备响应MCU中断主机(VME主机)和主机中断MCU两种中断触发，并且完成VME总线和CAN总线之间的重组和交换，及时将转换后的信息相应地传送给VME主机或者发送到CAN节点上。流程如图7所示。
3 测试分析
测试过程由VME总线端和CAN总线端互相发送数据包。其中，测试了5组由VME总线发送到CAN总线的数据包；5组由CAN总线发送到VME总线的数据包，记录如表1所示。由表1测试结果所示，该系统中CAN总线节点都设置在1 Mb／s的速率下，系统可以准确地接受和发送数据包。系统正确率之所以会随通信速度的提高而提高，主要原因在于系统在不同的通信速度时，数据包发送频率、发送的最小延时间隔都不相同。如果需要进一步的提升数据发送的正确率，需要系统在硬件设计和PCB板制作上分别努力，才能保证尽可能小的干扰，尽可能大的提高系统的稳定性和抗干扰性。
4 结语
该系统充分利用了VME总线和CAN总线的优点，在FPGA和MCU的基础上实现相应的电路的连接和软件的设计，成功地完成两种不同总线之间的转换，扩展了两种总线的应用范围。
评论