FPGA与CAN控制器软核实现CAN总线发送系统

"这篇论文详细介绍了基于FPGA和CAN控制器软核设计的CAN总线发送系统，该系统利用FPGA的可编程性，结合CAN控制器软核，实现了CAN总线的数字量发送，并通过仿真和硬件测试验证了其设计的合理性、可行性和时序准确性。" 在现代工业自动化和汽车电子领域，控制器局域网络（CAN，Controller Area Network）总线是一种广泛应用的通信协议，因其高效、可靠和抗干扰性强而受到青睐。本文探讨的核心是基于现场可编程门阵列（FPGA）的CAN总线发送系统设计，它充分利用了FPGA的灵活性和可编程性，以及现成的CAN控制器软核模块。 首先，FPGA是一种可重构的集成电路，允许设计者根据需求定制逻辑电路，极大地提高了系统设计的灵活性。在本设计中，FPGA被用作一个嵌入式片上系统（SoC），集成了CAN控制器软核及其控制程序，减少了对外部硬件的依赖，从而降低了系统体积和功耗，提升了集成度。 CAN控制器软核是实现CAN通信的关键部分，它遵循CAN协议标准，负责数据帧的构建、发送和错误检测。通过编程，设计者可以定制软核的行为，以满足特定应用的需求。在这个系统中，CAN控制器软核被嵌入到FPGA内部，用于生成符合CAN协议的数据帧，并控制数据的发送。 系统设计包括软核控制程序的开发，该程序与软核协同工作，处理数据发送任务。通过软件仿真，设计者可以验证控制程序的正确性，确保它能在预期的时序条件下正常工作。此外，静态时序分析是硬件设计中的一个重要步骤，它用来检查设计是否满足时钟周期限制，以避免潜在的延迟问题。 硬件系统测试是验证设计功能和性能的关键环节。在实际硬件平台上进行的测试可以暴露任何潜在的问题，例如信号完整性、电源稳定性或电磁兼容性等。文章提到，经过软件仿真和硬件测试，该系统被证明在功能和性能上均满足要求，表明设计是成功的。 这个基于FPGA和CAN控制器软核的CAN总线发送系统展现了硬件软件化的优点，提高了系统的可靠性和通用性，具有广泛的应用前景。由于减少了外围芯片，系统成本降低，同时，由于FPGA的可配置性，该设计可以轻松适应不同的应用场景，使得产品更具竞争力。因此，这种设计方法对于那些需要高效、可靠CAN通信解决方案的工程领域具有重要的实践意义。