基于FPGA的ARM与CAN控制器的接口设计与实现

卫星姿轨控系统CAN总线的设计与实现是基于CAN总线的卫星控制系统实现的关键技术之一;本文分析了ARM处理器AT91 RM920.和CAN控制器SJA100.的接口信号及时序,设计了基于现场可编程门阵列FPGA的ARM处理器与CAN控制器之间的接口电路,并给出了详细的软硬件实现方法,最后,在卫星姿轨控下位机原理样机中实现了该接口方案;测试结果表明,该接口能够实现CAN总线在不同波特率下的通信,性能可靠,扩展性强,满足了姿轨控计算机两路CAN总线冗余备份的要求,为其它系列处理器外扩地址数据线复用接口提供了参考.     

卫星姿轨控分系统仿真测试平台的设计与实现

卫星控制分系统地面测试系统的设计是姿轨控分系统设计的重要部分。本文经软、硬件的充分论证后给出了基于PXI总线的硬件采集系统和XPC软件仿真环境下的卫星姿轨控系统综合仿真测试的设计方案,并结合某型号卫星姿轨控分系统的测试需求进行具体的项目开发;实践表明该测试系统具有较强的可扩展性和二次开发能力、结构灵活、体积小、测量精度高、抗干扰能力强等优点,可以应用于相应的中低轨道卫星的控制分系统测试。     

基于FPGA和PCIe总线的电子星模拟器设计

为了实现卫星姿轨控地面半物理仿真试验,设计了基于FPGA和PCIe总线的电子星模拟器,图像分辨率支持1024*1024;图像位宽支持12bit。电子星模拟器图像处理卡基于FPGA的硬件结构,与上位机界面软件通过PCIe总线交互数据,采用LVDS(Low Voltage Differential Signaling)信号收发星图数据。地面动力学按照10ms周期将四元数通过以太网发送给电子星模拟器,电子星模拟器将生成的电子星图通过LVDS传输给星敏感器,通过地面实时仿真验证系统验证,电子星模的输出与目标值误差小于0.07%,闭环测试中星敏采集到准确的星图,显示了电子星模拟器的可行性,在卫星姿轨控地面半物理仿真试验中具有良好的推广性。     

基于FPGA的车电总线接口技术研究

为提高集成架构中车电总线通信速率,结合综合化处理系统项目要求,采用双总线结合的方式,利用CAN总线和FlexRay总线实现功能及搭配上的互补,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的总线接口单元设计方案。通过FPGA完成CAN总线控制器、FlexRay总线控制器、RapidIO总线接口等模块功能,实现高速接口的控制和扩展,并使模块接口具备可配置能力。测试结果表明,CAN接口及FlexRay接口在指定的波特率下均工作正常,满足项目要求的各项性能指标。     

基于FPGA多通道总线转换器设计

针对星载总线的测试特点,本文设计了一种基于FPGA多通道总线转换器,实现了USB接口与CAN、三线、RS485、RS422接口复合类型总线的数据交互,同时实现了总线数据长度的自由配置.本文从转换器的硬件构成、PC端的数据封装、FPGA设计思路几个方面对系统进行介绍.设计方案分别通过了基于ModelSim和硬件测试平台的...     

基于CompactPCI的抗恶劣环境CAN总线模块设计

为了扩展抗恶劣环境计算机的CAN总线接口,提出了一种基于CompactPCI的抗恶劣环境CAN总线模块的设计方法。该方法中包括基于CompactPCI的抗恶劣环境CAN总线模块的设计思路和实现过程。在该方法采用了FPGA实现寄存器设计与逻辑控制,在工控3U板幅上实现了4路光电隔离CAN总线接口的紧凑设计。该方法应经投入应用,在应用过程中取得了良好的效果。     

CAN总线在卫星半物理实时仿真中的设计与应用

针对航天测控通信的强实时性和高可靠性要求,采用CAN总线技术和分布式方案,完成了基于ADuC812的CAN总线硬件设计和VxWorks下的PC/104-CAN卡驱动开发,构建了星载计算机和卫星部件的通信控制系统;测试表明此CAN网络具有高实时性、高传输速率和高可靠性的特点,能够满足卫星姿轨控半物理实时仿真需求,可以应用于卫星整体、系统及部件的开发和测试工作。     

CAN总线在石油仪器组合导航系统中的应用

基于DSP + FPGA结构的石油仪器组合导航系统中CAN总线系统设计,为了使数据能够在整个CAN总线网络协调、有效、快速、稳定的传输,提出了一种使用FPGA作为CAN总线节点结构中的核心处理器的设计方法;CAN控制器采用具有SPI接口的MCP2515,利用FPGA实现MCP2515的初始化、数据的发送和接收,实现了DSP处理器的CAN总线扩展应用;该方法由于把CAN节点控制的大量的工作交给FPGA实现,DSP只需要对FPGA中CAN数据接收FIFO和CAN数据发送FIFO进行读写操作,即可完成CAN总线的数据读写操作,大大减轻了DSP的数据处理压力;试验测试及产品应用表明,该设计有效、稳定可靠、可扩展性好,易于修改和移植,具有较强的工程实用价值。     

基于PCI和FPGA的通用伺服控制卡设计

介绍了基于PCI和ALTERA的现场可编程门阵列(FPGA)进行设计的通用伺服控制卡.PCI局部总线由FPGA完成控制.FPGGA中自动完成模拟量输入的采集与存储及模拟量的输出接口,控制卡设计了CAN总线接口.在控制卡中配备了在数字频率口、同步串口通讯、异步串口通讯等多种伺服控制可能用到的数字接口模块,可以根据实际需要进行配置使用,保证了控制卡通用性.该设计具有实时性强、通用性好、应用灵活等特点.     

FPGA软核的CAN总线接口设计及星载应用

本文基于国产FPGA和CPU综合电子系统,提出了一种星载CAN总线通信接口方案,首先介绍了星载CAN总线接口的总体设计,采用CPU实现应用层软件设计,FPGA实现CAN控制器,外加CAN驱动器的架构,接着详细描述了FPGA端的总线接口逻辑和CPU端的应用程序流程,最后借助于CANScope总线综合分析仪验证表明CAN通信系统功能完备、性能良好.目前已在某星载商业航天项目中稳定运行.     

基于FPGA技术的微小卫星总线控制系统设计

传统的星载计算机集成控制技术不能满足微小卫星日益复杂的数据交互要求和通用化、平台化的要求;研究了星上公共总线结构下的微小卫星控制结构,把星上网络划分为信息网和控制网;基于FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片设计了星务计算机节点及其CAN(Control Area Bus)总线接口;应用了SOPC可编程片上系统技术,使得系统的体积功耗更小,提高了系统灵活性和功能集成度;通过微小卫星飞轮执行机构的控制实验,验证了基于总线的微小卫星控制系统的有效性.     

基于FPGA的智能PMC通讯模块设计

为了灵活在工业控制计算机内实现通讯接口的扩展,提出了一种基于FPGA的智能PMC通讯模块的设计方法,该方法包括了通讯接口模块的主要设计思路与实现过程;通讯接口模块以FPGA为核心,在FPGA内部实现了软核处理器、PCI总线接口、CAN协议控制器、串行协议控制器、寄存器组等功能,使电路的设计高度集成化,也提高了整个设计的可靠性,同时通过处理器软核实现通讯的智能控制,使模块具备稳定的数据传输速率;模块设计完成后,在实验室环境下对串口和两路CAN总线接口进行连续运行测试,在测试过程中模块性能稳定,无误码和丢帧现象。     

高效的卫星用光纤陀螺组合状态监控系统

为了对卫星用光纤陀螺的运行状态进行实时监控,及时发现其因内部温度、光功率等变化而造成的故障,设计了一种高效的卫星用光纤陀螺组合状态监控系统:基于光纤陀螺波导的温度特性,实现了光纤陀螺的无硬件测温;通过提取光电探测器信号,实现了对光纤陀螺光功率的监测.搭建了基于现场可编程门阵列(FPGA)+控制器局域网(CAN)总线的光纤陀螺接口电路,将光纤陀螺状态监控数据同陀螺四轴角速度数据合并发送至星务主机,在实时采集卫星用光纤陀螺输出角速度数据的同时,实现了温度、光功率组合状态信息的监控.相比于传统光纤陀螺状态监控方法,组合状态监控系统无需额外添加测温器件,高效利用卫星用光纤陀螺的内部光路、电路实现温度、光功率传感,提高了系统的可靠性与安全性.     

基于FPGA的1553B总线控制器设计与实践

设计了一种基于FPGA的1553B总线控制系统,用于RS-422接口和1553B总线接口之间的数字量转换和传输.文中详细阐述了该系统的硬件电路,BC模式配置和FPGA控制逻辑的设计方法,来说明系统功能的实现过程.采用FPGA作为主控制器,对1553B接口芯片进行了配置,给出了程序设计流程和控制时序.测试结果表明,该系统完全满足实际工程需要,具有很高的可靠性,并且已成功运用于某工程应用项目中.     

一种CAN总线光纤传输接口设计

在分析CAN总线双绞线和光纤传输特点的基础上,提出一种基于光纤收发一体模块及CAN总线控制器SJA1000的光纤传输接口设计方案;详细介绍光纤收发器的选取及传输接口的实现;根据光纤收发一体模块对信号源时钟提取的要求以及CAN总线的非破坏性总线仲裁的特点,设计了一种CAN总线信号编解码方法,并用FPGA加以实现;通过实际的通信实验验证了设计方案的正确性,并根据实验数据对CAN总线在两种介质下的传输性能作了比较.     

一种具有故障模拟功能的飞轮模拟器设计

针对小卫星姿轨控仿真测试系统需模拟星上真实飞轮的需求,设计并开发了一种具有故障模拟功能的飞轮模拟器,除可以模拟飞轮正常工作状态外,还可以模拟多种飞轮故障状态.本设计采用4片TMAS320LF2407A为核心控制器,实现对4路相互独立飞轮电气特性的模拟,并利用RS485接口实现故障及参数注入,DSP则根据注入的参数对飞轮...     

基于FPGA的车载大容量记录仪的设计与实现

介绍了一种基于FPGA和Nand Flash的车载大容量记录仪的设计与实现;记录仪主要由控制模块和存储模块组成;控制模块以FPGA为主控芯片,主要实现4个CAN通信接口、1个USB接口、1个以太网接口、2个422接口协调控制功能,另外包括实时时钟管理、内部总线控制等功能;存储模块由5块存储卡构成,每个存储卡又由FPGA、多片Nand Flash和内部总线接口构成,容量可达160G;该车载大容量记录仪已通过各种环境试验,性能稳定,数据存储容量大且易扩展,已用于工程实践中。     

绝对式光电轴角编码器CAN总线接口

针对绝对式光电轴角编码器在采用CAN总线通信方式控制系统中的应用,提出编码器数据传输接口的一种新方法,即通过CAN总线接口实现在带有多传感器、多分系统的控制系统中数据传输,本文论述了它在大型光电跟踪系统中的应用。     

电子提花机控制系统的CAN总线光纤接口的设计与应用

本文提出了一种基于CAN总线光纤接口的电子提花机的控制系统。针对大纹针数电子提花机数据传输和控制的要求,提出了一种通过SPI接口实现嵌入式微机S3C2440的CAN总线接口扩展和CAN总线光电转换以及光分路的设计。这种基于CAN总线光纤接口,提高了电子提花机微机控制系统的数据传输速度和可靠性,为大纹针数电子提花机稳定、可靠的运行提供了技术保障。     

基于TSC695F和FPGA的CAN总线接口设计

新一代空间相机控制器采用具有高可靠性的32位处理器TSC695F和Flash型FPGA APA600作为核心控制单元,采用CAN总线与小卫星平台上各单元通信;由于TSC695F采用独立的32位数据线和地址线,而CAN总线控制器SJA1000采用8位分时复用的数据线和地址线;且TSC695F和SJA1000的地址线和数据线采用5V电平,APA600的输入输出接口采用3.3V电平,需要根据读写过程中数据流向对电平转换芯片的方向进行控制;提出了一种基于APA600的TSC695F与SJA1000的接口逻辑电路设计方法,给出了VHDL源码和在TSC695F中使用该CAN总线接口的具体方法;在实验中使用逻辑分析仪对实际工作过程中时序参数进行测量,实验结果表明采用本文的设计满足CAN总线接口时序要求,可以实现空间相机控制器与星上其他单元可靠的通讯。