CAN MUX主从拓扑全双工通信芯片的FPGA实现

摘要

实时通信芯片在多种实时监测系统中发挥重要作用，本文设计实现一种大坝坝体物理数据实时监测仪表的通信芯片。本研究基于一款应用于大坝坝体物理数据实时监测的仪表，用于实时监测坝体的水温，压强等参数，以分析当前水坝坝体的情况，系统使用主从拓扑的网络结构。
　　 本文采用FPFGA设计并实现了主站芯片和分站芯片，并基于该芯片构成实时监测的仪表，15个分站采集的坝体物理参数通过专用的2M物理通道传到主站进行分析。本文所研制的芯片所完成的功能就是负责主站和分站之间的数据传输。给出了系统的总体设计方案，主站设计方案及实现，分站设计方案及实现，完成了15路CAN(Controller Area Network)信号的异步转同步处理，15路128k数据的复用、分接，加、解扰码处理，全数字锁相环的设计，帧头定位功能的实现等关键技术。其中主站监控芯片在Lattice公司生产的LFXP2-8上实现，而分站监控芯片在LFXP2-5上实现。主从芯片的传输速率为2Mbps，根据项目的特性设计了适合该项目的帧结构，在接口的物理性能上面满足G.703的标准。仿真测试表明，系统满足设计要求。