CAN(Controller Area Network操控器局域网)以其高性能、高牢靠性以及共同的规划等长处,为分布式操控体系完结各节点之间实时、牢靠的数据通讯供给了强有力的支撑。CAN总线杰出的牢靠性、实时性和灵敏性显现了它杰出的优势,成为公认的最有出路的总线规范,广泛地应用于工业自动化、船只、医疗设备、工业设备等方面。VME(Versa Module Eurocard)是一种通用的计算机总线,结合了Motorola公司Versa总线的电气规范和在欧洲树立的Eurocard规范的机械形状因子,是一种开放式架构。其共同的严密耦合(Closely coupled)硬件构架,为其外围体系模块的规划供给了杰出的根底,使VME总线广泛地应用于工业操控、军用体系、航空航天、交通运输和医疗范畴。
本文提出了根据FPGA的VME总线和CAN总线之间的传输转化计划,满意一些特别工业环境的需求,具有必定的研讨含义和实用价值。
1 转化体系的硬件规划
该体系由VME总线接口模块、CAN总线节点(8路CAN节点)模块、杂乱可编程逻辑器模块、MCU模块4部分中心模块构成。整个体系在一个3U规范的VME板卡上完结,组织紧凑,布局合理。体系的原理框图如图1所示。
1.1 VME总线接口模块
整个体系完结是两种通讯之间的转化,所以数据的发送都是由上位主机发送的。因为FPGA操控灵敏,所以很便利完结与VME总线的衔接。文中FPGA器材选用XILINX公司的XC2S200系列的5PQ208,56 Kb专用存储器,最高运转速度200 MHz,I/O电压在3.3~5.5 V,地址总线、数据总线,/AS,/IACKIN,/IACKOUT,SYS CLK等可以直接与5PQ208衔接。
1.2 CAN总线节点模块
CAN总线节点模块是该体系中的首要模块,选用Philips公司出产的SJA1000,它担任衔接总线与8路CAN选通主操控器CPLD之间的数据通讯,其整个体系功用如图2所示。收发器选用P82C251T。CAN接口原理如图3所示。
1.3 杂乱可编程逻辑器材(CPLD)模块
在体系中,因为FPGA的地址总线和数据总线是分隔的,而SJA1000的地址和数据线是分时复用的,所以在总线接口上有必定差异,因而选用MAX3000系列可编程逻辑器材EPM3128来进行逻辑改换。该CPLD芯片有丰厚的宏单元,80个用户I/O管脚,管脚间延迟时间是10 ns,最高速度可达100 MHz,可以满意体系规划的需求。可编程逻辑器材在体系中的功用为:转化FPGA与CAN操控器SJA1000之间的地址总线和数据总线;经过对FPGA的地址线译码,扩展CAN操控节点的通道。
1.4 MCU处理器
因为CAN总线的最高传输速度是1 Mb/s,所以该部分选取宏晶STC12C5A60S2,FLASH程序存储器为56 KB。SRAM为1 280 B,2个专用的UATR,丰厚的CPU资源满意作为下位机的CPU操控单元,首要完结两种总线协议的转化,担任将从FPGA过来的VME总线转化成CAN总线格局,并传输到指定CAN节点;一起也将CPLD选通的CAN通道数据,转化为FPGA能辨认的VME总线格局,并在MCU中止主机时,将数据反馈给VME主机。