基于FPGA的CAN接口协议设计与实现：提升性能与兼容性

本文主要探讨了基于FPGA的CAN接口协议设计与实现的研究，由江颖洁和吕旌阳两位作者共同完成。他们分别来自北京邮电大学信息与通信工程学院，其中江颖洁专注于数字电路设计，而吕旌阳则在宽带无线通信领域担任副教授。CAN（Controller Area Network）作为一种广泛应用在工厂现场设备层的低成本、简单网络结构、高实时性和可靠性的现场总线技术，Microchip公司的MCP2515是常用的集成CAN协议控制器芯片，它通常通过微控制器（MCU）来驱动实现CAN接口。 然而，传统的基于MCU的CAN接口存在一些局限性，比如电气参数不兼容和通用性较差的问题。为了克服这些问题，本文提出了利用FPGA（Field-Programmable Gate Array）来实现CAN总线协议的方法。这种方法旨在通过自底向上的设计策略，首先构建SPI（Serial Peripheral Interface）接口，然后设计和实现FPGA控制下的读写寄存器功能，最后整合各个模块，实现对CAN接口的高效控制。 整个设计过程包括模拟仿真，使用Modelsim工具进行验证，以及实际的在线调试，确保设计的准确性和有效性。文章关键词包括信息处理技术、MCP2515、CAN、现场总线以及FPGA，反映出研究的核心内容和应用领域。此外，论文还可能涉及FPGA的优势，如灵活性、定制化和并行处理能力，这些特性使得基于FPGA的CAN接口能够在实时性和性能上有所提升，适用于对通信速度和可靠性有高要求的应用场景。 总结来说，这篇论文深入研究了如何通过FPGA技术改进CAN接口设计，不仅解决了传统MCU方案的不足，而且展示了FPGA在工业自动化和物联网等领域中的潜力和价值。通过阅读这篇论文，读者可以了解到FPGA在CAN总线系统中的具体实现策略和优化方法，对于从事嵌入式系统设计或现场总线技术的工程师具有很高的参考价值。