基于FPGA的Cyclone III四冗余CAN核心与PC/104应用设计

本文档深入探讨了在EDA/PLD（电子设计自动化/可编程逻辑器件）领域中，如何设计和实现一个基于CAN核的四冗余通信板，这在当前的硬件开发中具有重要的实际意义。随着电子技术、计算机应用技术和EDA技术的进步，FPGA（Field-Programmable Gate Array）因其灵活性和高性能，被广泛应用于通信、航天、医疗电子以及工业控制等多个行业。 FPGA的选择上，文档提到了Altera公司的Cyclone III系列，例如EP3C25，这是一种高性能的FPGA，适合于实时性和可靠性要求高的系统。Quartus II软件是Altera公司提供的开发工具，用于设计和验证硬件电路。 文章的核心部分是关于CAN核的设计，CAN（Controller Area Network）作为一种强大的工业控制总线，以其抗干扰性强、网络配置简单、功耗低等特点，在工业环境中有着广泛应用。作者基于SJA1000功能结构构建了CAN核，遵循CAN 2.0标准，确保了与标准设备的兼容性。设计中采用VHDL语言进行编程，并注重冗余和容错设计，通过寄存器组、位时序逻辑和位流处理器等模块，实现了对CAN数据的高效处理和控制。 特别值得注意的是，四冗余通信板的设计强调了可靠性，通过冗余机制防止存储器数据位翻转，提高系统的整体稳定性和可用性。当微处理器通过PC/104总线与CAN核交互时，数据传输流程清晰，发送和接收过程都有明确的控制流程，确保了数据的准确传输。 总结来说，本文档提供了关于如何在FPGA上设计并实现一个高可靠性的基于CAN核的通信板的具体步骤和技术细节，这对于从事嵌入式系统设计、工业自动化或者硬件工程师来说，是一份实用且深入的技术指南。同时，它展示了将PC/104总线与CAN总线融合的优势，进一步推动了这两者在现代工业控制中的集成应用。