导言
CAN(Controller Area Network，操控器局域网)总线是德国Bosch公司在20世纪80年代初，为了处理现代轿车中很多的操控与测验仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通讯协议。它的短帧数据结构、非破坏性总线性裁定技能以及灵敏的通讯方法习惯了轿车的实时性和牢靠性要求，倍受轿车出产厂商的喜爱。跟着轿车电子技能的开展，轿车上的ECU(Electronic Control Unit，电子操控单元)越来越多，如电控燃油喷发体系、防抱死制动体系、防滑操控体系等，相应的数据量也越来越大，怎么选用合理的存储计划是记载仪等大容量存储体系的要害。本文详细论述了大容量存储体系体系的全体结构、硬件电路规划。使用“FPGA+单片机”作为存储操控器，选用依据LZW算法的数据紧缩技能，以SDRAM作为周期存储和缓存，SD卡作为终究存储载体。试验结果标明，该存储体系可以很好地使用于车载信息记载仪。
1 体系全体结构规划
如图1所示，存储体系首要包含以下模块：FPGA主控模块、CAN总线监听操控模块、数据紧缩模块、SDRAM操控模块和单片机操控CH376模块。本文首要介绍存储部分，CAN总线监听操控模块不做介绍。图中，点画线内的部分均由FPGA操控。后端SD卡由MSP430单片机操控，SD协议芯片选用CH376。FPGA操控CAN总线操控芯片、CAN总线收发器从总线上获取数据，经过数据紧缩模块紧缩，存入SDRAM里。这儿选用两种存储形式：一种是使用SDRAM存储的可掩盖性进行周期存储，详细存储周期由紧缩率和SDRAM容量决议;另一种是直接存储，SDRAM作为缓存。当挑选直接存储时，FPGA与单片机通讯，使用FIFO给单片机发送数据，单片机操控 CH376将数据存入SD卡(存储时刻由SD卡容量决议)。
2 体系硬件规划
2.1 FPGA主控模块
FPGA选用Altera公司的Cyclone II系列芯片EP2C5T14418N，它具有内部资源丰富、速度快的特色。上电后，主控模块使能CAN总线监听操控模块、数据紧缩模块、SDRAM操控模块。假如挑选周期存储，则不使能单片机;若挑选直接存储，则让单片机处于低功耗状况，当SDRAM有数据时FPGA把数据发给单片机，并使其操控 CH376作业。
2.2 数据紧缩模块
紧缩算法选用LZW算法。该算法是一种依据字典的紧缩算法，在数据的紧缩进程中会依据输入的数据动态地树立一个字典。后续输入的数据都会在这个字典中进行匹配查找，依据查找是否成功决议紧缩编码的输出。该算法的奇妙之处在于，紧缩进程中动态树立的字典不需求与紧缩数据流一道进行传输和存储，但是在对数据进行解压时也可以经过紧缩数据流从头树立一个字典，来完结解紧缩。 LZW紧缩算法流程如图2所示。依据该流程，选用C言语规划紧缩与解紧缩软件以验证算法和硬件紧缩的正确性，用Verilog言语编写了紧缩代码，使用 FPGA内部RAM资源树立字典。LZW紧缩算法的硬件逻辑功用框图如图3所示。
2.3 SDRAM操控模块
SDRAM(同步动态随机存储器)是一种易失性存储器，以其容量大、价格低的特色得到越来越广泛的使用。但其操控逻辑杂乱，需求周期性改写操作、队伍办理、不同延时和指令序列等。图4是SDRAM的操控状况搬运图。
2.4 单片机操控CH376模块
CH376是一款国产文件办理操控芯片，用于单片机体系读写U盘或许SD卡中的文件。CH376内置了SD卡的通讯接口、 FATl6、FAT32以及FAT l2文件体系等固件，无需自己编写底层协议，操控简略，供给2 MB、24MHz的SPI设备接口，支撑衔接到单片机的SPI串行总线。CH376使用衔接图如图5所示。
3 体系仿真与测验
程序编写完之后，使用Modelsim言语仿真软件对其进行仿真。ModelSim能供给友爱的仿真环境，是单内核支撑VHDL和Verilog混合仿真的仿真器。它选用直接优化的编译技能、Tcl/Tk技能和单一内核仿真技能，编译仿真速度快，编译的代码与渠道无关，是FPGA/AS%&&&&&%规划的首选仿真软件。硬件紧缩与存储模块仿真如图6所示。仿真结果标明，硬件紧缩与软件紧缩完全符合。
结语
本文规划了依据“FPGA+单片机”的车载CAN总线收集体系。使用FPGA的优势编写了数据紧缩和SDRAM操控两个模块，作为存储体系的中心部分;使用单片机操控能力强、简略的特色规划了SD卡存储操控器，作为数据的终究存储介质，以便利用户在核算机上直接读取数据。试验标明，该体系作业安稳，合适长时刻记载数据。
