[发明专利]CAN总线网络节点的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种主要利用可编程逻辑阵列（FPGA）器件和基于CPU的处理器实现CAN总线网络节点的实现方法。

背景技术

由于CAN总线具有卓越的性能，极高的可靠性，成熟的技术现已广泛应用于机载设备中作为模块控制总线。现有技术CAN通信节点设计一般采用以下几种方案：

一、采用带CAN接口功能单片机实现CAN网络节点。

二、采用单片机 、数字信号处理器（DSP）、FPGA加CAN总线控制器芯片实现CAN网络节点，常用的总线控制器芯片有SJA1000，MCP2515等。

三、在FPGA上采用CAN总线软核实现CAN总线控制器，用硬件设计语言编写逻辑代码对软核进行控制实现CAN网络节点。

四、在FPGA上采用CAN总线的软核实现CAN总线控制器，采用FPGA中嵌入CPU，比如：Nios，MicroBlaze等，用FPGA中嵌入的CPU对CAN总线的软核进行控制实现CAN网络节点。

在机载设备模块中采用CAN作为控制总线，大多数机载设备模块中有FPGA，PowerPC，DSP等处理器，这些处理器通常不具有CAN接口功能。采用方案一需要增加单片机芯片；采用方案二需要额外增加总线控制器芯片；方案三不需要额外增加芯片，但是在FPGA中用硬件描述语言来控制软核的方法设计复杂，并且修改不灵活。方案四具有方案三的优点，不足之处在于，需要嵌入一个CPU，多耗用了逻辑资源，同时也增加了功耗和设计复杂度。方案一、二需要增加芯片因此增加了体积，功耗，重量。

发明内容

本发明目的是针对上述现有技术的不足之处，提供一种结构简单，体积小，重量轻，逻辑资源占用少，设计灵活，且不需要CAN总线控制器芯片，不在FPGA中嵌入处理器的CAN总线网络节点的实现方法。

本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种CAN总线网络节点的实现方法，其特征在于包括如下步骤：

在可编程逻辑阵列芯片（FPGA）中采用软核总线相连软核驱动器4和CAN软核控制器，软核驱动器4通过处理器总线连接设置有对CAN总线软核进行控制的CAN驱动软件处理器，在CAN软核控制器端与CAN总线之间相连一个完成单端信号到CAN接口的CAN接口芯片；FPGA中的CAN软核控制器输出的中断请求信号通过反向器，送入其后连接的处理器中断管脚，软核驱动器4将CAN驱动软件处理器输出的第31到8位信号和CAN驱动软件处理器输出的片选信号，组合产生的软核片选信号送入CAN软核控制器，软核驱动器（4）将处理器总线接口转换为软核总线接口，再通过CAN软核控制器实现CAN总线网络节点的CAN数据的发送和接收。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。

本发明利用机载设备中已有的可编程逻辑阵列芯片5和处理器实现CAN总线,不需要单独CAN控制器，具有结构简单，体积小，重量轻；相对于在可编程逻辑阵列芯片中嵌入CAN软核控制器，采用硬件设计语言编写逻辑代码对CAN软核控制器进行控制实现CAN总线数据传输的方式，具有设计灵活的优势；相比于采用在可编程逻辑阵列芯片5中嵌入CAN软核控制器和嵌入处理器的方案，减少了嵌入的处理器，因此减少可编程逻辑阵列芯片5中的逻辑资源开销，同时也降低了功耗。

附图说明

图1是本发明所述CAN总线网络节点的实现方法的电路示意图。

图2是图1 CAN软核控制器的接口示意图。

图3是图1软核驱动器4的电路图。

图4是图1CAN软核控制器连接图。

图5是图1CAN驱动软件处理器中CAN驱动软件流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细说明。