基于FPGA芯片的CAN控制器系統設計

CAN 是 Controller Area Network 的縮寫，是ISO國際標準化的串行通信協議。CAN總線協議已成為汽車計算機控制系統和嵌入式工業控制局域網的標準總線，被廣泛地應用于工業自動化、船舶、醫療設備、工業設備等方面。為了滿足應用需求，紫光同創基于自研FPGA芯片可提供符合CAN協議標準的解決方案。

CAN控制器系統架構

can_reg：通過用戶接口管理配置，控制CAN寄存器的尋址。向位時序模塊、can發送模塊和can接收模塊提供配置信息和操作指令，并接收來自can接收模塊的狀態信息。

can_btl：監視串行CAN總線并處理總線相關位時序，完成硬件同步和在同步。用于補償CAN網絡上的物理延遲和因時鐘頻率偏差、傳送延遲等所產生的誤差。

can_tx：向CAN總線發送數據信息。同時完成CAN節點的仲裁判定、填充位增加、CRC位計算和插入等功能。

can_rx：接收CAN總線上的信息。同時完成CAN節點的錯誤檢測、ACF過濾、CRC檢測校驗、填充位刪除等功能。

方案演示開發板

基于紫光同創FPGA芯片，外接CAN透傳模塊(實現差分電平轉換)，可實現和第三方調試器USB CAN的通訊。

CAN信息發送幀

CAN信息接收幀

FPGA側向第三方調試器發送信息幀，第三方軟件正常接收信息幀，通過第三方調試軟件可以觀察接收到信息幀的打印，對比得第三方調試器接收信息幀類型、數據幀數據內容與FPGA發送一致。

第三方調試器向FPGA側發送信息幀，此時通過FPGA側串口讀取緩存的信息幀，對比得FPGA側接收信息幀類型、數據幀數據內容與第三方調試器發送一致。

基于紫光同創FPGA芯片的CAN控制器符合CAN2.0協議標準，目前已經覆蓋公司全系列產品，可支持從125kbps至1Mbps的通信速率，支持所有類型的錯誤檢測等等，廣泛應用于工業自動化、醫療設備等場景的應用。

審核編輯：湯梓紅