بررسی و شبیه سازی عملکرد کنترلر CAN

بخشی از فهرست مطالب پروژه بررسی و شبیه سازی عملکرد کنترلر CAN

چکیده

فصل اول – مقدمه
۱-۱-    مقدمه
۱-۲-    معرفی CAN
۱-۳-    مقدمه ای بر تراشه های قابل برنامه ریزی
۱-۴-    مروری بر زبان های توصیف سخت افزاری
۱-۵-    نرم افزارهای طراحی تراشه های FPGA     1

فصل دوم – مروری بر کارهای انجام شده
۲-۱- مقدمه
۲-۲- میکروکنترلر مقاوم شده در برابر تشعشع
۲-۳- کانولوشن کننده های (Convolelrs) دو بعدی
۲-۴- فیلترهای دیجیتال
۲-۴-۱- فیلترهای با پاسخ ضربه محدود (FIR)
۲-۴-۲- فیلترهای با پاسخ ضربه نامحدود (IIR)
۲-۴-۳- فیلترهای Wavelet متقارن
۲-۵- تبدیل کسینوسی گسسته و معکوس آن (IDCT,DCT)
۲-۶- مبدلهای فضای رنگی ( )
۲-۷- مدولاتور دیجیتال
۲-۸- کنترلر گذرگاه USB
۲-۹- کنترلر گذرگاه PCI
۲-۱۰-کد کننده گفتار ITU-T G.723.1
۲-۱۱- کد کننده ها کدفایر
۲-۱۲- پیاده سازی سخت افزاری الگوریتم های سطح بالای پردازش تصویر
با استفاده از پیکر بندی جزئی FPGA در زمان اجرا
۲-۱۳- مترجم های زبان های سطح بالا به زبان VHDL
۲-۱۴- پیاده سازی یک پردازشگر تصویر قابل پیکر بندی مجدد
۲-۱۵- جمع بندی    

فصل سوم – کنترلر گذرگاه CAN
۳-۱- مقدمه
۳-۲- پایه های تراشه کنترلر CAN
۳-۳- بررسی سخت افزار کنترلر CAN
۳-۳-۱- شمارنده های خطا در کنترلر CAN
۳-۳-۲- ثبات های کنترل
۳-۳-۲-۱- ثبات فعال کننده وقفه ها
۳-۳-۲-۲- ثبات وضعیت
۳-۳-۲-۳-  ثبات واسط CPU
۳-۳-۲-۴- ثبات پیکربندی گذرگاه
۳-۳-۲-۵- ثبات CIK out
۳-۳-۳- واحد زمان بندی بیت
۳-۳-۳-۱- سرعت نامی نرخ بیت
۳-۳-۳-۲- ثبات صفر زمان بندی بیت
۳-۳-۳-۳- ثبات یک زمان بندی بیت
۳-۳-۴- ثبات ماسک توسعه یافته و استاندارد
۳-۳-۵- بسته های پیام
۳-۳-۵-۱- میدان کنترل
۳-۳-۵-۲- میدان داوری یا شناسه
۳-۳-۵-۳- میدان داده
۳-۳-۵-۴- میدان ترکیب بندی
۳-۳-۶- ثبات وقفه
۳-۴- دریافت و ارسال پیام
۳-۴-۱- انواع فریم های اطلاعات قابل مبادله بین گره ها و کنترلر
۳-۴-۱-۱- فریم داده
۳-۴-۱-۲- فریم دور
۳-۴-۱-۳- فریم خطا
۳-۴-۱-۴- فریم اضافه بار
۳-۴-۲- بررسی کدهای خطا در تبادلات کنترلرCAN

فصل چهارم – خلاصه ای از خصوصیات اصلی زبان VHDL
۴-۱- مقدمه
۴-۲- شی (object)
۴-۳- عملگرهای زبان VHDL
۴-۴- توصیف کننده های یک مولفه
۴-۵- ساختارهای همزمانی و ترتیبی
۴-۶- روشهای توصیف سخت افزار
۴-۶-۱- روش توصیف ساختاری
۴-۶-۲- روش توصیف فلوی داده (Data Flow)
۴-۶-۳- روش توصیف رفتاری
۴-۷- کد نویسی قابل سنتز
۴-۸- جمع بندی     51

فصل پنجم – پیاده سازی کنترلر گذرگاه CAN
۵-۱- مقدمه
۵-۲-ثبات ارسال و دریافت پیام در کنترلر
۵-۳- ثبات ماسک
۵-۴- سیستم مقایسه شناسه ها
۵-۵- افزایش تعداد بسته های پیام
۵-۶- واحد  محاسبه کننده کد CRC 
۵-۷- دیاگرام پایه های کنترلر طراحی شده و پیاده سازی دیکودر آدرس
۵-۸- نرم افزار مورد استفاده در پیاده سازی کنترلر CAN
۵-۹- جمع بندی
   

فصل ششم – نتایج و جمع بندی
۶-۱- مقدمه
۶-۲- نتایج حاصل از تست وضعیتهای مختلف کنترلر
۶-۳- نتایج حاصل از تست واحد CRC توسعه یافته
۶-۴- نتایج حاصل از تست  stuff bit
۶-۵- ارسال فریم خطا
۶-۶- بررسی وضعیت پایه فرکانس خروجی CLK out
۶-۷- بررسی عملکرد حالت Sleep , pwd
۶-۸- نتایج مربوط به پیاده سازی سخت افزار روی تراشه
۶-۹- نتیجه گیری و پیشنهادات برای ادامه کار
مراجع     

چکیده
یکی از موضوعات مطرح در اتوماسیون صنعتی و روباتیک تبادل اطلاعات بین اجزاء شبکه مانند CPU و فرستنده و گیرنده هایی است که نظارت و کنترل اجزاء یک سیستم را بعهده دارند از جمله زیر ساختهای لازم برای تبادل اطلاعات وجود شبکه ها  و گذرگاه های تعریف شده و استاندارد برای اتصال اجزاء یک سیستم اتوماسیون صنعتی است شبکه کنترل محلی (CAN-Control Area Network) و گذرگاه آن مدتی است که در سیستمهای صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است و تراشه های متعددی با عنوان کنترلر گذرگاه CAN مورد استفاده قرار می گیرد یکی از این محصولات تراشه ۸۲۵۲۷ اینتل می باشد که اخیرا مورد توجه طراحان شبکه های کنترل محلی قرار گرفته است .
از ابداعات جدید علم الکترونیک که امروزه کاربرد روزافزونی یافته است طراحی و پیاده سازی مدارهای دیجیتال و پردازنده های با کاربرد خاص بر روی تراشه های قابل برنامه ریزی FPGA است از مزایای مهم این نوع پیاده سازی طراحی مدارهای با قابلیت پیکربندی مجدد بر اساس خواست طراح است .
علاوه بر این در صورتی که تهیه یک تراشه با کاربرد خاص بنا به دلایل گوناگون از جمله عدم انتقال تکنولوژی مشکل باشد با داشتن و مشخصات کاری آن تراشه به این روش می توان تراشه مورد نظر را بر روی تراشه های قابل برنامه ریزی پیاده سازی نمود.
در این پروژه با استفاده از زبان توصیف سخت افزاری VHDL و تراشه های قابل برنامه ریزی به طراحی و پیاده سازی تراشه ۸۲۵۲۷ (کنترلر گذرگاه CAN ) اقدام شده است در عین حال اصلاحاتی نیز در عملکرد این تراشه لحاظ شده که کارایی آن را بهبود می بخشد نتایج بدست آمده موفقیت این پروژه را در طراحی ، پیاده سازی و بهبود تراشه با انجام تغییرات پیشنهادی نشان می دهد .
 

بخشی از منابع و مراجع پروژه بررسی و شبیه سازی عملکرد کنترلر CAN
[۱]”82527 Serial Communications Controller”, Intel, 1996.

[۲] “Data Link Layer”, available at Am Weichselgarten 26, D-91058 Erlangen, headquarters@ can – cia. De.

[۳]”Milsone of CAN history”, available at: http://www.CiA . Com.

[۴] “CANopen,an overview”,available at: http://www. CiA .com.

[۵] “CAN in passenger cares”, avaigable at: http:// www. CiA. Com.

[۶] عباس وفائی مبانی تراشه های قابل برنامه ریزی دانشگاه اصفهان، ۱۳۸۰.

[۷] Ghosh . s, “Hardware Description Language, Concepts and principles”, IEEE Press, 1999.

[۸]DeLima,F.G.E.,Carro,L.,Lubaszewski,M.,Reis,R., Velazco,R.,”Designing a Radiation Hardened 8051 – Like Micro-Controller”,proceedings of the 13th Symposium on Integrated Circuits and Systems Design , Grenoble- France
 ( SBCCI’00 ).

[۹] “Implementing Logic with the Embedded Array in FLEX 10K Devices”, available at: http://www . altera . com.

[۱۰] Kazizimierz Wiatr and Ernest Jamro,”Implementation Image Data Convolutions operations in FPGA Rconfigurable Structures for Real – Time Vision Systems”,proceedings of the  The Interntional Conference on Information Technology: Coding and Computing.

[۱۱] ستار میرزا کوچکی، شهرام طلاکوب” پیاده سازی سخت افزاری یک فیلتر دیجیتال FIR معکوس شده”. دهمین کنفرانس برق، تبریز، اردیبهشت ۸۱ .

[۱۲] Oppenhim, A. V. And Schafer, R.W.”Discrete-Time Signal processing”, prentice –Hall, 1998.

[۱۳]”Impementing FIR Filters in FLEX Devices”, available at http:// www. altera. cam.

[۱۴] Lorca, F.G, Kessal, L., Demigny, D. “Efficient ASIC and FPGA
Implementations of IIR Filters for real time edge detection”, proceedings of
The 1997 International Conference on Image processing, Cergy pontoise, France (ICIP‍‍َ۹۷)

[۱۵] “Biquad IIR Filter”, available at http://www. Altera. com.

[۱۶] Mari`A.Trenas, Juan Lo`pez and Emilio L.Zapata, “FPGA Implementation of Wavelet packet Transform With Reconfigurable Tree Structure”,proceedings of The 26 th EUROMICRO Conference, Universidad de Malaga, 2000.

[۱۷] “Biorthogonal Wavelet Filter Megafunction”, available at http:// www. altera. com.

[۱۸] “Discrete Cosine Transform Megafunctions”, available at http:// www. altera . com.

[۱۹] “RGB2YCrCb8YCrCB2RGB Converter”,
available at :http:// www . altera. com.

[۲۰]” Digital Modulator Megafunction”, available at: http://www altera. com.

[۲۱] “New Bus Architectures: How CardBus Fits with IEEE 1394, USB, and PCI and Others.”Intel Inc.1998, available online at: http:// :www. PC-CARD. Com/papers/new.

[۲۲]”USB Host Controller Megafunction”, available at http://www.altera.com.

[۲۳] سید مهدی فخرائی، فرشید رئیسی، مهدیه مهران،؛ پیاده سازی کنترلر گذرگاه PCI بر روی “FPGA پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی خواجه نصرالدین طوسی، زمستان ۷۹.
[۲۴] مهران شتابی، احمد اکبری، “ پیاده سازی کد کننده های گفتار با استفاده از سیستم های با قابلیت پیکربندی مجدد”، یازدهمین کنفرانس برق، شیراز، اردیبهشت ۸۲.
[۲۵] مهدی قویدل جلیسه، حسن حاج قاسم، محمد ابراهیم نژاد سلمانی، “ طراحی و پیاده سازی ASIC کد کننده و کد بردار کد فایر”، یازدهمین کنفرانس برق، شیراز، اردیبهشت ۸۲ .