دانلود مقاله بررسی و شبيه سازی عملكرد كنترلر CAN ، با استفاده از زبان توصيف سخت افزاری VHDL، و پياده سازی آن بر روی FPGA
نوع فایل: word
فرمت فایل: doc
قابل ویرایش
تعداد صفحات : 90صفحه
قسمتی از متن :
چكيده
فصل اول – مقدمه
1-1- مقدمه
1-2- معرفي CAN
1-3- مقدمه اي بر تراشه هاي قابل برنامه ريزي
1-4- مروري بر زبان هاي توصيف سخت افزاري
1-5- نرم افزارهاي طراحي تراشه هاي FPGA 1
2
3
4
6
8
9
فصل دوم – مروري بر كارهاي انجام شده
2-1- مقدمه
2-2- ميكروكنترلر مقاوم شده در برابر تشعشع
2-3- كانولوشن كننده هاي (Convolelrs) دو بعدي
2-4- فيلترهاي ديجيتال
2-4-1- فيلترهاي با پاسخ ضربه محدود (FIR)
2-4-2- فيلترهاي با پاسخ ضربه نامحدود (IIR)
2-4-3- فيلترهاي Wavelet متقارن
2-5- تبديل كسينوسي گسسته و معكوس آن (IDCT,DCT)
2-6- مبدلهاي فضاي رنگي ( )
2-7- مدولاتور ديجيتال
2-8- كنترلر گذرگاه USB
2-9- كنترلر گذرگاه PCI
2-10-كد كننده گفتار ITU-T G.723.1
2-11- كد كننده ها كدفاير
2-12- پياده سازي سخت افزاري الگوريتم هاي سطح بالاي پردازش تصوير
با استفاده از پيكر بندي جزئي FPGA در زمان اجرا
2-13- مترجم هاي زبان هاي سطح بالا به زبان VHDL
2-14- پياده سازي يك پردازشگر تصوير قابل پيكر بندي مجدد
2-15- جمع بندي
10
11
11
14
15
15
17
18
19
19
20
21
23
24
24
25
26
28
29
فصل سوم – كنترلر گذرگاه CAN
3-1- مقدمه
3-2- پايه هاي تراشه كنترلر CAN
3-3- بررسي سخت افزار كنترلر CAN
3-3-1- شمارنده هاي خطا در كنترلر CAN
3-3-2- ثبات هاي كنترل
3-3-2-1- ثبات فعال كننده وقفه ها
3-3-2-2- ثبات وضعيت
3-3-2-3- ثبات واسط CPU
3-3-2-4- ثبات پيكربندي گذرگاه
3-3-2-5- ثبات CIK out
3-3-3- واحد زمان بندي بيت
3-3-3-1- سرعت نامي نرخ بيت
3-3-3-2- ثبات صفر زمان بندي بيت
3-3-3-3- ثبات يك زمان بندي بيت
3-3-4- ثبات ماسك توسعه يافته و استاندارد
3-3-5- بسته هاي پيام
3-3-5-1- ميدان كنترل
3-3-5-2- ميدان داوري يا شناسه
3-3-5-3- ميدان داده
3-3-5-4- ميدان تركيب بندي
3-3-6- ثبات وقفه
3-4- دريافت و ارسال پيام
3-4-1- انواع فريم هاي اطلاعات قابل مبادله بين گره ها و كنترلر
3-4-1-1- فريم داده
3-4-1-2- فريم دور
3-4-1-3- فريم خطا
3-4-1-4- فريم اضافه بار
3-4-2- بررسي كدهاي خطا در تبادلات كنترلرCAN
31
32
33
34
34
36
36
37
38
38
39
40
40
41
41
42
42
42
45
45
45
45
46
46
46
48
48
49
50
فصل چهارم – خلاصه اي از خصوصيات اصلي زبان VHDL
4-1- مقدمه
4-2- شي (object)
4-3- عملگرهاي زبان VHDL
4-4- توصيف كننده هاي يك مولفه
4-5- ساختارهاي همزماني و ترتيبي
4-6- روشهاي توصيف سخت افزار
4-6-1- روش توصيف ساختاري
4-6-2- روش توصيف فلوي داده (Data Flow)
4-6-3- روش توصيف رفتاري
4-7- كد نويسي قابل سنتز
4-8- جمع بندي 51
52
52
52
53
55
55
56
57
58
59
60
فصل پنجم – پياده سازي كنترلر گذرگاه CAN
5-1- مقدمه
5-2-ثبات ارسال و دريافت پيام در كنترلر
5-3- ثبات ماسك
5-4- سيستم مقايسه شناسه ها
5-5- افزايش تعداد بسته هاي پيام
5-6- واحد محاسبه كننده كد CRC
5-7- دياگرام پايه هاي كنترلر طراحي شده و پياده سازي ديكودر آدرس
5-8- نرم افزار مورد استفاده در پياده سازي كنترلر CAN
5-9- جمع بندي
61
62
62
63
64
66
67
72
73
73
فصل ششم – نتايج و جمع بندي
6-1- مقدمه
6-2- نتايج حاصل از تست وضعيتهاي مختلف كنترلر
6-3- نتايج حاصل از تست واحد CRC توسعه يافته
6-4- نتايج حاصل از تست stuff bit
6-5- ارسال فريم خطا
6-6- بررسي وضعيت پايه فركانس خروجي CLK out
6-7- بررسي عملكرد حالت Sleep , pwd
6-8- نتايج مربوط به پياده سازي سخت افزار روي تراشه
6-9- نتيجه گيري و پيشنهادات براي ادامه كار
مراجع 74
75
75
78
80
82
83
84
85
86
I
چكيده
يكي از موضوعات مطرح در اتوماسيون صنعتي و روباتيك تبادل اطلاعات بين اجزاء شبكه مانند CPU و فرستنده و گيرنده هايي است كه نظارت و كنترل اجزاء يك سيستم را بعهده دارند از جمله زير ساختهاي لازم براي تبادل اطلاعات وجود شبكه ها و گذرگاه هاي تعريف شده و استاندارد براي اتصال اجزاء يك سيستم اتوماسيون صنعتي است شبكه كنترل محلي (CAN-Control Area Network) و گذرگاه آن مدتي است كه در سيستمهاي صنعتي مورد استفاده قرار گرفته است و تراشه هاي متعددي با عنوان كنترلر گذرگاه CAN مورد استفاده قرار مي گيرد يكي از اين محصولات تراشه 82527 اينتل مي باشد كه اخيرا مورد توجه طراحان شبكه هاي كنترل محلي قرار گرفته است .
از ابداعات جديد علم الكترونيك كه امروزه كاربرد روزافزوني يافته است طراحي و پياده سازي مدارهاي ديجيتال و پردازنده هاي با كاربرد خاص بر روي تراشه هاي قابل برنامه ريزي FPGA است از مزاياي مهم اين نوع پياده سازي طراحي مدارهاي با قابليت پيكربندي مجدد بر اساس خواست طراح است .
علاوه بر اين در صورتي كه تهيه يك تراشه با كاربرد خاص بنا به دلايل گوناگون از جمله عدم انتقال تكنولوژي مشكل باشد با داشتن و مشخصات كاري آن تراشه به اين روش مي توان تراشه مورد نظر را بر روي تراشه هاي قابل برنامه ريزي پياده سازي نمود.
در اين پروژه با استفاده از زبان توصيف سخت افزاري VHDL و تراشه هاي قابل برنامه ريزي به طراحي و پياده سازي تراشه 82527 (كنترلر گذرگاه CAN ) اقدام شده است در عين حال اصلاحاتي نيز در عملكرد اين تراشه لحاظ شده كه كارايي آن را بهبود مي بخشد نتايج بدست آمده موفقيت اين پروژه را در طراحي ، پياده سازي و بهبود تراشه با انجام تغييرات پيشنهادي نشان مي دهد .
مراجع
[1]”82527 Serial Communications Controller”, Intel, 1996.
[2] “Data Link Layer”, available at Am Weichselgarten 26, D-91058 Erlangen, headquarters@ can – cia. De.
[3]”Milsone of CAN history”, available at: http://www.CiA . Com.
[4] “CANopen,an overview”,available at: http://www. CiA .com.
[5] “CAN in passenger cares”, avaigable at: http:// www. CiA. Com.
[6] عباس وفائي مباني تراشه هاي قابل برنامه ريزي دانشگاه اصفهان، 1380.
[7] Ghosh . s, “Hardware Description Language, Concepts and principles”, IEEE Press, 1999.
[8]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 ).
[9] “Implementing Logic with the Embedded Array in FLEX 10K Devices”, available at: http://www . altera . com.
[10] 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.
[11] ستار ميرزا كوچكي، شهرام طلاكوب” پياده سازي سخت افزاري يك فيلتر ديجيتال FIR معكوس شده”. دهمين كنفرانس برق، تبريز، ارديبهشت 81 .
[12] Oppenhim, A. V. And Schafer, R.W.”Discrete-Time Signal processing”, prentice –Hall, 1998.
[13]”Impementing FIR Filters in FLEX Devices”, available at http:// www. altera. cam.
[14] 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 (ICIPَ97)
[15] “Biquad IIR Filter”, available at http://www. Altera. com.
[16] 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.
[17] “Biorthogonal Wavelet Filter Megafunction”, available at http:// www. altera. com.
[18] “Discrete Cosine Transform Megafunctions”, available at http:// www. altera . com.
[19] “RGB2YCrCb8YCrCB2RGB Converter”,
available at :http:// www . altera. com.
[20]” Digital Modulator Megafunction”, available at: http://www altera. com.
[21] “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.
[22]”USB Host Controller Megafunction”, available at http://www.altera.com.
[23] سيد مهدي فخرائي، فرشيد رئيسي، مهديه مهران،؛ پياده سازي كنترلر گذرگاه PCI بر روي “FPGA پايان نامه كارشناسي ارشد، دانشگاه صنعتي خواجه نصرالدين طوسي، زمستان 79.
[24] مهران شتابي، احمد اكبري، “ پياده سازي كد كننده هاي گفتار با استفاده از سيستم هاي با قابليت پيكربندي مجدد”، يازدهمين كنفرانس برق، شيراز، ارديبهشت 82.
[25] مهدي قويدل جليسه، حسن حاج قاسم، محمد ابراهيم نژاد سلماني، “ طراحي و پياده سازي ASIC كد كننده و كد بردار كد فاير”، يازدهمين كنفرانس برق، شيراز، ارديبهشت 82 .
[26] محمود فتحي، صالح يوسفي. “ پياده سازي سخت افزاري الگوريتمهاي سطح بالاي پردازش تصوير با استفاده از پيكربندي جزئي FPGA در زمان اجرا”، يازدهمين كنفرانس برق، شيراز، ارديبهشت 82 .
[27] Rinker,R.,Hammes,J,“Compiling Image processing Applications to Reconfigurable Hardware”,Proceedings of the IEEE International Conference on Application Specific Systems, ASAP 2000.
[28] Bios,G., Bosi,B.,” High performance Reconfigurable Coprocessor for Digital Mentor Graphics User s Group, Oregan,Oct. 1997
[29] Haldar,M., Nayka, A., Choudhary,A., “FPGA Hardware Synthesis From
Matlab”, 14th International Conference on VLSI Design, Bangalore, India,
January 03-07,2001.
[30] Lbrra, A.,Femandez, C., Alvarez, B. Femandez-Merono J.M..”FPGA Solution for Low Cost Applications of Real – Time Automated Visual Inspection (RT-AVI)
Systems”, Dedicated Systems Magazine –2001 Q2 (http://www. dedicated –systems .com).
[31] Woods,r., “Applying an XC 6200 to Real-Time Image Processing”, IEEE Design and Test of Computers, Vol.15, No.1, Jan-March 1998.
[32] Fawcett, B.K., Watson, J.,”Reconfigurable processing with Field programmable
Gate Arrays”, International Conference on Application-specific System,
Architectures, and processor, Chicago, IL, 1996.
[33] “Embedded Microcontrollers”, Intel. 1996.
[34] “CAN Specification 2.0 part B”, available online at http://www.CAN-Cia.de.
[35] “CAN Specification 2.0 part A”, available online at http://www.CAN-Cia.de.
[36] Navabi, Z., "VHDL Analysis and Modeling of Digital Systems" , 2nd edition, McGraw – Hill, 1998.
[37] Ashenden, P.J., "The designer s Guide to VHDL" , 2nd edition, Academic Press, 2002.
[38] Cohen, B., "VHDL Coding Styles and Methodologies " ,2nd edition, Kluwer Academic Publishers, 1999.
[39] Armstrong, J.R. Gray , F.G. , " VHDL Design Repersentation and Synthesis" , 2nd edition , Prentice – Hall PTR , 2002.
[40] Pellerin, D. and D.Taylor, D., "VHDL Made Easy" , Prentice Hall Inc, 1997.
[41] Mano, M.M., " Computer System Architecture " 3rd edition , Prentice-Hall, 1993.
[42] Mazidi, M.A. " The 80X86 IBMPC & compatible computers" , 2 nd edition , prentice- Hall, VolumeII, 1998.
[43] Anderw Tanebaum, S." computer Networks" , 3rd edition, Prentice-Hall, 1996.
[44] Nair, R ., Ryan G., Farzaneh, F., "A symbol Based Algorithm for Hardware Implementation of cyclic Redundancy Check (CRC)" , 1997 VHDL International User s Forum , Arlington, 1997.
[45] Atmel Inc. " Configurable Lagic Data Book" , 2001.
ABSTRACT:
Information exchange between network elements such as CPU and monitoring transceivers is an important aspect in industrial automation and robotics Infrasuctures like standard networks and buses are necessary for communications of the elements on these systems . control Area network (CAN) and it's bus (CAN BUS ) have recently been introduced and used in industrial automation systems and many ASIC chips have been put in the market as CAN controllers . One such chip which is used by CAN designers as interface between CPU and transceivers on a CAN bus is the Intel 82527 .
A new approach to design and implementation of digital circuits and Aspic's which has become very popular nowadays is the use of Filed programmable Gate Arrays (FPGA) Having behavioral description of a digital IC (which may be not possible to obtain it from the market) one could design and implement it using a hardware descriptive language.
In this project , design and implementation of 82527 CAN bus controller FPGA chips has been accomplished using FPGA and hardware description language VHDL.
Some modifications has been done to improve the functionality of the chip.
Results suggest that implementation and proposed modifications have both been successful.
چطور این فایل رو دانلود کنم؟
برای دانلود فایل کافیه روی دکمه "خرید و دانلود" کلیک کنید تا صفحه "پیش فاکتور خرید" برای شما باز شود و مشخصات (نام و نام خانوادگی ، تماس و ایمیل ) رو با دقت ثبت کنید و روی دکمه "پرداخت آنلاین" کلیک کنید بعد از پرداخت هزینه از طریق سیستم بانکی به سایت برگشت داده میشوید و صفحه دانلود برای شما نمایش داده میشود
آیا فایل رو بلافاصله بعد از خرید تحویل می گیرم؟
بله. بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین ، صفحه دانلود فایل برای شما نمایش داده میشود و می توانید فایل خریداری شده را دانلود نمایید
نمی توانم به صورت آنلاین خرید انجام دهم
در صورتی که امکان پرداخت آنلاین برای شما میسر نمی باشد می توانید هزینه فایل را به صورت آفلاین ( کارت به کارت) پرداخت نمایید تا فایل برای شما ارسال شود برای این کار کافیست در پیش فاکتور خرید مراحل خرید آفلاین را دنبال کنید
هزینه رو پرداخت کردم اما نمی توانم فایل را دانلود کنم
در سایت ام پی فایل چند روش پشتیبانی برای راحتی شما در نظر گرفتیم تا با سرعت بیشتری به پیام های شما رسیدگی کنیم. برای دریافت سریع فایل می تونید از گزینه پیگیری پرداخت یا تماس با ما (واقع در منوی بالای سایت) و یا از طریق شماره 09395794439 با ما در ارتباط باشید .
فایل دانلود شده با توضیحات ارائه شده مطابقت ندارد
اگر فایل با توضیحات ارائه شده توسط فروشنده همخوانی ندارد کافیست از طریق قسمت تماس با ما یا شماره 09395794439 با ما در میان بگذارید تا پیگیری های لازم صورت گیرد و فایل اصلی برای شما ارسال شود در صورتی که به هر دلیلی فایل اصلی در دسترس نباشد هزینه پرداختی شما برگشت داده میشود
برای به مشکل نخوردن در زمان خرید چه اقدامی انجام دهم ؟
برای اینکه در زمان پرداخت آنلاین به مشکل برخورد نکنید باید V P N خاموش باشد و از مرورگرهای موزیلا فایرفاکس و کروم استفاده کنید. و ضمنا در صفحه "پیش فاکتور خرید" مشخصات خود را به شکل صحیح وارد کنید تا در پیگیری های بعدی با مشکل مواجه نشوید