面向片内集成的FlexRay总线控制器IP设计

摘要

作为实现电子系统互联互通的关键技术之一，互联技术一直是技术发展最为迅速、技术门类最为多样化的技术领域之一。随着嵌入式系统复杂性的不断上升，网络化、开放性、实时高速性已经成为了互联技术的基本要求。作为典型的强实时复杂嵌入式电子系统，汽车电子系统的基础互联架构从初始的自定义互联结构起步，经历了LIN、CAN，现在已经发展到了基于FlexRay总线架构建立系统架构的阶段。
　　与汽车电子系统一样，坦克装甲车辆电子系统具有大数据量分布式控制节点架构、确定性实时性控制需求、高可靠容错支持以及数据广泛交联的特点，这就使得其设计的核心是电子系统网络架构的选择。作为汽车电子系统全新一代的总线标准，FlexRay总线以其高通信速率、强通信实时性、动态组网、大节点数量支持、高可靠等特点成为了我国各类坦克装甲车辆电子系统的基础架构。
　　集成FlexRay控制器的MCU、FlexRay总线控制器电路、FlexRay总线收发器是支撑基于FlexRay总线架构电子系统的关键芯片，本论文通过研究FlexRay通信协议，设计出一款适于MCU片内集成、且能够方便实现单片化的FlexRay协议控制器IP，对于研究网络化、确定性通信的高可靠总线架构及其硬件实现具有基础理论意义，设计的IP能够极大地支撑面向FlexRay架构的自主坦克装甲车辆电子系统的核心芯片的国产化，对于国防武器装备具有强有力的基础支撑作用和经济价值。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 论文的研究背景

1.2 本文的研究目的和意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本文的研究内容及组织结构

第二章 FlexRay总线控制器设计

2.1 FlexRay总线控制器的功能定义

2.2 基于时间触发的时分多址访问模式结构设计

2.3 基于事件触发的微时槽模式结构设计

2.4消息缓存配置管理、接收发送时序兼容性设计

2.5 双通道数据传输与模式切换控制结构设计

2.6 小结

第三章 FlexRay总线控制器IP验证环境设计

3.1 FlexRay网络拓扑结构设计

3.2 基于覆盖率驱动随机化验证技术

3.3 FPGA验证环境开发及验证技术

3.4 小结

第四章 基于IP的单片总线控制器设计

4.1 单片型FlexRay总线控制器概述

4.2 高可靠片内电源/时钟管理控制及设计实现技术

4.3 数模混合电源网络设计技术

4.4 标准化异步访问模式适应性设计技术

4.5 多模式引脚复用控制及属性配置设计技术

4.5 可靠性设计技术

4.6 小结

第五章 总结

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢