Ingeniería de comunicaciones CAN y FPGA: Implementación de un sistema de medición basado en bus CAN en un kit de desarrollo FPGA

Título original:

CAN and FPGA Communication Engineering: Implementation of a CAN Bus based Measurement System on an FPGA Development Kit

Contenido del libro:

La Red de Área de Control (CAN), inventada por Bosch en 1983, es un protocolo de bus de campo serie que se utilizó originalmente en vehículos de carretera y ahora se aplica ampliamente en otros campos industriales. Desde su nacimiento, los ingenieros electrónicos de automoción han utilizado microcontroladores (MCU) para controlar el bus CAN.

Hoy en día, con el avance de las FPGA (Field-programmable Gate Array), este libro presenta un nuevo método que utiliza conjuntamente una FPGA y una MCU en lugar de una única MCU para diseñar un sistema de medición de bus CAN. Además, el sistema diseñado debe ser capaz de trabajar a la mayor velocidad posible. El capítulo 1 de este libro es la introducción que incluye los antecedentes, el objetivo y el esquema de este libro.

El capítulo 2 describe la historia del desarrollo del protocolo CAN y sus fundamentos, como el campo de aplicación, las capas de arquitectura, las diferentes estructuras de trama, la codificación de tramas, la gestión de errores y el confinamiento de fallos, extraídos de la especificación CAN 2.0 e ISO 11898.

0 e ISO 11898. Ayuda al lector a comprender el CAN.

El capítulo 3 estudia la velocidad de transmisión de datos efectiva y la relación entre el bus CAN y el puerto UART serie del MCU. A continuación, compara sus valores y extrae una conclusión. Este capítulo es la investigación teórica más importante de este libro.

El capítulo 4 describe los dispositivos utilizados en los experimentos del libro. Hay cinco dispositivos principales aplicados: una FPGA Altera, un traductor de nivel 5-3. 3 V, un Atmel CAN MCU, un NI CAN USB y un PC con entorno LabVIEW.

El capítulo 5 muestra el procedimiento de desarrollo de software para todo el sistema, incluyendo la FPGA con Quartus II, la MCU con Keil C51 y el NI CAN BUS con LabVIEW. El Capítulo 6 describe los experimentos de prueba del sistema de medida.

Analiza un error común ignorado durante la programación de la MCU y muestra cómo solucionarlo. Después de la reprogramación, se ilustran tres pruebas y sus resultados. El capítulo 7 presenta la conclusión final de este libro que es que el sistema de medida diseñado aquí utiliza al máximo los datos efectivos CAN.