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2、以光纤为传输介质的CAN总线集线器和基于该集线器的组网方法。在了双绞线介质CAN总线物理层3个特点的基础上，详细讨论了该集线器的工作原理和设计方法。以下是我们整理的can总线毕业论文开题，供你参考借鉴。题目：一款DSP中CAN总线控制器的研究与设计一、课题研究背景与意义数字信号处理器（Digital Signal Processor, DSP）是一种适用于实时快速地处理数字信号的微处理器。随着集成电路技术和信息技术的飞速发展，现代DSP芯片应用范围越来越广，功能也越来越强大，芯片复杂度也急剧增加。将众多外设器件集成在一个系统内已经成为一种趋势，它不仅可以缩减成本，减少系统面积，使系统更为轻巧、
3、方便，而且也可以提高系统内数据的交换速率，提高芯片性能。在工业控制领域，计算机系统需要高速地对加工指令做出反应，使机床工作在亚微米级的线性移动精度，高速处理并计算电机的移动量。DSP的数据吞吐能力高达数十MIPS,同时其周期短至几十纳秒，所以DSP芯片应用于工业控制方面就显得得心应手。此时急需寻找一种安全可靠的数据传输协议，实时快速地传输这些指令与数据。这时，在现场总线的应用上，CAN总线凭借其优越的特点逐渐崛起，成为了应用最广泛的现场总线之一，二者结合成为必然。控制器局域网络（Controller Area Network, CAN）模块作为DSP芯片的一个重要集成外设，是用于CAN总线实时
4、通信的总线控制器，为DSP在工业控制领域开拓了一方天地。CAN总线是一种实时的异步串行通信网络，其支持多主机通信，也就是说一条总线上可以挂多个主机进行通信。CAN总线具有许多优越的特点，包括：传输速率快，传播距离远，总线利用率高，抗干扰性强等。因此，将CAN总线控制器嵌入到数字信号处理器芯片中，把高运算速度的DSP内核和CAN总线技术相结合，能够提高数据传输的可靠性，增强DSP的系统功能，是一种很有价值的通信系统构成。二、发展与现状在DSP出现之前，数字信号处理只能依靠微处理器来完成，但是微处理器的运算速度无法满足繁杂信息的实时高速的运算要求。到了上世纪70年代，基于数字信号处理的理论基础，出
5、现了一些由分立元件搭建的DSP系统，但仅限于军事和国防领域。到了80年代，随着大规模集成电路技术和半导体技术的发展，第一代DSP芯片TMS32010诞生，其具有独立的硬件乘法器，速度相比于微处理器快了几十倍，并且在语音合成，编码译码中得到了广泛应用。经过了多年的发展，DSP芯片不断更新换代，现在的DSP属于第5代产品，相比于前几代DSP芯片，其性能和系统集成度大大提高。高速运算的DSP内核与丰富的片内外设被集成在一块DSP芯片上，使其迅速在各个领域大显身手，并逐渐渗透到人们的日常生活之中。如今DSP已经成为通信，计算机，消费类电子，工业控制等领域的基础器件。CAN总线几乎和第一代DSP芯片同时
6、诞生，但是在相当一段时间里，二者发展相互独立。CAN总线最初出现在上世纪80年代末的汽车工业里，intel公司，奔驰公司和德国柏林工业大学参与研发，主要用于给汽车环境中的大量仪器仪表和控制装置进行通信。经过多年的修改和完善，如今CAN总线协议发展到CAN2.0版本，成为了ISO国际标准化的串行通信协议。对于CAN总线控制器芯片的研究也在不断的发展，1987年，intel公司研发了首枚CAN控制器芯片82526,这是CAN协议的第一个硬件实现。随后飞利浦半导体业研发了其CAN控制器芯片82C200.现在对CAN总线芯片的研究已经不再局限于单一芯片的研发，而是把所有的功能都集成在一块芯片上实现一个
7、完整的ECU的功能。国外的一些集成电路制造厂商（如Intel,NXP,Siemens,TI等）纷纷推出CAN总线接口芯片和微处理器芯片，并且正在逐步形成各自的系列产品。应用比较广泛的有NXP公司的LPC2000系列的ARM微控制器，TI公司的C2000系列的DSP芯片等。CAN总线控制器和DSP芯片的结合也是顺应市场的趋势。TI公司的C2000系列DSP就是主要用于工业控制领域的产品。其CAN控制器为DSP提供了完整的CAN2.0B协议，减少了通信时CPU的开销，为DSP数据传输提供了可靠的保障。二者的结合，很快为TI公司赢得了可观的收益，据报道，TI公司仅一款C28系列的DSP芯片，一年就能
8、在中国大陆市场销售几十亿人民币。当前，我国DSP技术主要偏向于应用领域，国内能够自主设计DSP芯片的公司寥寥无几，即便如此，设计出的DSP芯片也大多面向低端市场，缺乏核心竞争力。如今，进入工业4.0时代，设计一款国产内嵌CAN总线控制器的DSP芯片显得意义重大。三、课题介绍本课题来源于实习公司的一款应用于工业控制领域的DSP芯片ADP16项目，其中CAN总线控制器是该DSP芯片的重要集成外设。ADP16是一款16位定点低功耗的DSP芯片，配置了丰富的片内外设和片内存储器，其最高频率可达100 MHz.ADP16 DSP芯片采用的是哈佛总线结构，核内使用6组总线，可以同时访问数据空间和程序空间。
9、ADP16支持100多条指令和多种寻址方式，包括立即数寻址、直接寻址和间接寻址，指令运行采用四级流水线的方式，包括取址、译码、取操作数和执行。它的外设总线被映射到数据存储空间，通过一个系统接口模块和数据总线连接，所以，能够操作数据存储空间的指令一般也能够操作外设寄存器。ADP16DSP的外设包括事件管理器（EV），模数转换器（ADC），看门狗定时器（WD），还有三个用于DSP与外部进行通信的外设：串行外设接口（SPI），串行通讯接口（SCI）和CAN总线控制器。本文主要针对ADP16 DSP的CAN总线控制器进行研究和设计。对于一款应用于工业控制领域的DSP芯片而言，CAN总线控制器发挥着举足
10、轻重的作用。相对于DSP中的其他通信外设：SPI和SCI,CAN总线控制器也有其独特的优势。三者同为串行通信接口，SCI采用异步的一对一的全双工通信，SPI采用同步一对多的全双工通信，CAN是异步的多对多的通信方式，并且不需要从机地址，数据传播速度快，传输更加安全稳定。本设计中的CAN总线控制器是一个16位的DSP外设模块，根据功能需求分析，具有以下特性：完全支持CAN2.0B协议；可编程中断配置；可编程总线唤醒功能；可配置通信波特率，最大的通信波特率可以达到1 Mpbs;自动回复远程请求；提供6个邮箱用来存储发送和接收的数据；发现错误或者失去总线仲裁时能够自动重新发送；能运行在自测试模式。四
11、、提纲第1章 绪论1.1课题研究背景与意义1.2发展与现状1.3课题介绍1.4研究内容1.5论文结构第2章CAN总线协议研究2.1 CAN总线的基本概念2.2 CAN的分层结构2.3 CAN总线的帧格式与类型2.3.1数据帧2.3.2远程帧2.3.3错误帧2.3.4过载帧2.3.5帧间空间2.3.6位仲裁2.4 CAN总线位定时和同步机制2.4.1位定时2.4.2同步机制2.5 CAN总线错误处理2.5.1错误类型2.5.2错误处理2.6本章小结第3章DSP中CAN总线控制器的设计与仿真3.1 CAN控制器的整体设计3.1.1 DSP内嵌CAN控制器的结构3.1.2 DSP内嵌CAN控制器的结
12、构3.2 CAN控制器的整体设计3.2.1 CAN寄存器功能定义3.2.2寄存器读写设计与仿真3.3 CAN控制器的邮箱接口电路设计3.3.1邮箱RAM接口电路3.3.2邮箱RAM接口电路3.4位时序逻辑模块设计3.4.1位配置寄存器（BCRn）3.4.2位定时状态机设计与仿真3.4.3发送点和采样点3.4.4同步机制设计3.5位比特流处理器模块设计3.5.1主控制状态机3.5.2数据接收状态机3.5.3数据发送3.5.4位填充模块3.5.5循环冗余校验模块3.5.6错误管理模块3.6接收滤波模块设计3.7 CAN外设中断设计3.8本章小结第4章DSP中CAN控制器的系统级验证4.1 DSP系
13、统验证平台搭建4.1.1 DSP引脚配置4.1.2 DSP模拟电路和存储器建模4.1.3 DSP的软件仿真环境4.2 CAN测试程序设计4.3 DSP中CAN控制器的系统仿真4.4本章小结第5章DSP中CAN控制器的后端设计5.1 CAN控制器的逻辑综合5.1.1逻辑综合概述5.1.2逻辑综合过程5.2 CAN控制器静态时序分析5.2.1静态时序分析概述5.2.2静态时序分析5.3 DSP的布局布线5.4本章小结第6章 总结参考文献致谢五、研究内容本文围绕ADP16 DSP的CAN总线控制器展开了具体的研究和设计，实现了满足设计规格的CAN总线控制器，并且在180 nm工艺上完成了系统设计。本
14、课题主要从以下几个方面展开工作：1.模块的设计与仿真对DSP的CAN总线控制器外设的整体结构按功能模块进行划分，明确各个模块的输入输出连接方式，利用Verilog HDL硬件描述语言进行行为级的模块描述，并创建相应的测试激励，分模块进行功能仿真验证。2.系统仿真与验证完成模块级的设计和仿真后，就需要将CAN总线控制器搭载于ADP16 DSP系统中，搭建系统级仿真验证平台，在DSP片内存储器中读入C语言或汇编语言编写的CAN外设应用程序进行DSP系统级的功能验证。3.后端设计与实现运用逻辑综合工具，建立电路的时序约束，编写综合脚本，生成综合后的门级网表，并运用相关EDA工具进行时序分析和网表的形
15、式验证，然后按照数字后端设计流程，进行静态时序分析，布局布线等完成系统设计。六、论文结构下面将本设计分为六个部分进行介绍，各章节内容安排如下：第1章简单介绍了课题的研究背景，说明了CAN总线控制器作为DSP外设的重要意义，分析了CAN总线控制器模块的具体功能。然后介绍了论文的主要工作和文章结构。第2章分析了CAN2.0B总线协议的基本内容，为后续研究和设计提供理论基础。第3章说明了ADP16 DSP中CAN总线控制器的设计思路。首先确定了CAN控制器的整体结构，再采用自顶向下的方式分模块进行设计，并通过仿真验证。第4章讲述了CAN总线控制器在ADP16 DSP系统中的验证方法。第5章介绍了数字后端的设计流程，重点介绍了DSP中CAN控制器的逻辑综合，静态时序分析和布局布线的工具和方法。最后对本论文进
