طراحی و مدلسازی باس شبكه كنترل محلی

برق، الکترونیک، مخابرات
دانلود پایان نامه مهندسی الکترونیک طراحی و مدلسازی باس شبكه كنترل محلی چكیده یكی از موضوعات مطرح در اتوماسیون صنعتی و روباتیك تبادل اطلاعات بین اجزاء شبكه مانند CPU و فرستنده و گیرنده هایی است كه نظارت و كنترل اجزاء یك سیستم را بعهده دارند از جمله زیر ساختهای لازم برای تبادل اطلاعات وجود شبكه ها و گذرگاه های تعریف شده و استاندارد برای اتصال اجزاء یك سیستم اتوماسیون صنعتی است شبكه كنترل محلی (CAN-Control Area Network) و گذرگاه آن مدتی است كه در سیستمهای صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است و تراشه های متعددی با عنوان كنترلر گذرگاه CAN مورد استفاده قرار می گیرد یكی از این محصولات تراشه 82527 اینتل می باشد كه اخیرا مورد توجه طراحان شبكه های كنترل محلی قرار گرفته است . از ابداعات جدید علم الكترونیك كه امروزه كاربرد روزافزونی یافته است طراحی و پیاده سازی مدارهای دیجیتال و پردازنده های با كاربرد خاص بر روی تراشه های قابل برنامه ریزی FPGA است از مزایای مهم این نوع پیاده سازی طراحی مدارهای با قابلیت پیكربندی مجدد بر اساس خواست طراح است .علاوه بر این در صورتی كه تهیه یك تراشه با كاربرد خاص بنا به دلایل گوناگون از جمله عدم انتقال تكنولوژی مشكل باشد با داشتن و مشخصات كاری 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 82527 (كنترلر گذرگاه CAN ) اقدام شده است در عین حال اصلاحاتی نیز در عملكرد این تراشه لحاظ شده كه كارایی 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 . کلمات کلیدی: شبكه كنترل محلی گذرگاه شبكه كنترل محلی طراحی و مدلسازی گذرگاه CAN فهرست مطالب چكیده فصل اول – مقدمه 1-1- مقدمه 1-2- معرفی CAN 1-3- مقدمه ای بر تراشه های قابل برنامه ریزی 1-4- مروری بر زبان های توصیف سخت افزاری 1-5- نرم افزارهای طراحی تراشه های FPGA 1 فصل دوم – مروری بر كارهای انجام شده 2-1- مقدمه 2-2- میكروكنترلر مقاوم شده در برابر تشعشع 2-3- كانولوشن كننده های (Convolelrs) دو بعدی 2-4- فیلترهای دیجیتال 2-4-1- فیلترهای با پاسخ ضربه محدود (FIR) 2-4-2- فیلترهای با پاسخ ضربه نامحدود (IIR) 2-4-3- فیلترهای Wavelet متقارن 2-5- تبدیل كسینوسی گسسته و معكوس آن (IDCT,DCT) 2-6- مبدلهای فضای رنگی ( ) 2-7- مدولاتور دیجیتال 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 كدفایر 2-12- پیاده سازی سخت افزاری الگوریتم های سطح بالای پردازش تصویر با استفاده از پیكر بندی جزئی FPGA در زمان اجرا 2-13- مترجم های زبان های سطح بالا به زبان VHDL 2-14- پیاده سازی یك پردازشگر تصویر قابل پیكر بندی مجدد 2-15- جمع بندی فصل سوم – كنترلر گذرگاه CAN 3-1- مقدمه 3-2- پایه های تراشه كنترلر CAN 3-3- بررسی سخت افزار كنترلر CAN 3-3-1- شمارنده های خطا در كنترلر CAN 3-3-2- ثبات های كنترل 3-3-2-1- ثبات فعال كننده وقفه ها 3-3-2-2- ثبات وضعیت 3-3-2-3- ثبات واسط CPU 3-3-2-4- ثبات پیكربندی گذرگاه 3-3-2-5- ثبات CIK out 3-3-3- واحد زمان بندی بیت 3-3-3-1- سرعت نامی نرخ بیت 3-3-3-2- ثبات صفر زمان بندی بیت 3-3-3-3- ثبات یك زمان بندی بیت 3-3-4- ثبات ماسك توسعه یافته و استاندارد 3-3-5- بسته های پیام 3-3-5-1- میدان كنترل 3-3-5-2- میدان داوری یا شناسه 3-3-5-3- میدان داده 3-3-5-4- میدان تركیب بندی 3-3-6- ثبات وقفه 3-4- دریافت و ارسال پیام 3-4-1- انواع فریم های اطلاعات قابل مبادله بین گره ها و كنترلر 3-4-1-1- فریم داده 3-4-1-2- فریم دور 3-4-1-3- فریم خطا 3-4-1-4- فریم اضافه بار 3-4-2- بررسی كدهای خطا در تبادلات كنترلرCAN فصل چهارم – خلاصه ای از خصوصیات اصلی زبان VHDL 4-1- مقدمه 4-2- شی (object) 4-3- عملگرهای زبان VHDL 4-4- توصیف كننده های یك مولفه 4-5- ساختارهای همزمانی و ترتیبی 4-6- روشهای توصیف سخت افزار 4-6-1- روش توصیف ساختاری 4-6-2- روش توصیف فلوی داده (Data Flow) 4-6-3- روش توصیف رفتاری 4-7- كد نویسی قابل سنتز 4-8- جمع بندی 51 فصل پنجم – پیاده سازی كنترلر گذرگاه CAN 5-1- مقدمه 5-2-ثبات ارسال و دریافت پیام در كنترلر 5-3- ثبات ماسك 5-4- سیستم مقایسه شناسه ها 5-5- افزایش تعداد بسته های پیام 5-6- واحد محاسبه كننده كد CRC 5-7- دیاگرام پایه های كنترلر طراحی شده و پیاده سازی دیكودر آدرس 5-8- نرم افزار مورد استفاده در پیاده سازی كنترلر CAN 5-9- جمع بندی فصل ششم – نتایج و جمع بندی 6-1- مقدمه 6-2- نتایج حاصل از تست وضعیتهای مختلف كنترلر 6-3- نتایج حاصل از تست واحد CRC توسعه یافته 6-4- نتایج حاصل از تست stuff bit 6-5- ارسال فریم خطا 6-6- بررسی وضعیت پایه فركانس خروجی CLK out 6-7- بررسی عملكرد حالت Sleep , pwd 6-8- نتایج مربوط به پیاده سازی سخت افزار روی تراشه 6-9- نتیجه گیری و پیشنهادات برای ادامه كار مراجع 74