پایان نامه بررسی و شبیه سازی عملكرد كنترلر CAN
دسته : برق ،الکترونیک و مخابرات
فرمت فایل : word
حجم فایل : 15359 KB
تعداد صفحات : 86
بازدیدها : 189
برچسبها : دانلود پایان نامه پژوهش پروژه
مبلغ : 10000 تومان
خرید این فایلپایان نامه بررسی و شبیه سازی عملكرد كنترلر CAN بررسی و شبیه سازی عملكرد كنترلر CAN ، با استفاده از زبان توصیف سخت افزاری VHDL، و پیاده سازی آن بر روی FPGA
پایان نامه بررسی و شبیه سازی عملكرد كنترلر CAN
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 .
میكرو كنترلر مقاوم شده در برابر تشعشع
مقاومت در برابر خطا(Fault - Tolerance ) و قابلیت اعتماد بالا از مشخصات ضروری صنایع نظامی می باشند. مدارات دیجیتال بكار گرفته شده در صنایع هوا فضا تحت تاثیر انواع تشعشعات قرار می‌گیرند. یك روش كاهش خطا به منظور مقاوم شدن در برابر تشعشع استفاده از تكنیك كد همینگ (Hamming) می باشد.
یكی از میكرو كنترلرهای دیجیتالی كه بیشتر در این صنایع بكار گرفته می شود خانواده میكرو كنترلر 8051 است. این تراشه را كه بلوك دیاگرام ساختمان آن در شكل (2-1) نشان داده شده است با استفاده از زبان توصیف سخت افزاری VHDL می توان بوسیله تكنیك كد همینگ نسبت به تشعشع مقاوم نمود.
فیلترهای دیجیتال
فیلتر های دیجیتال از پر كاربردترین اجزا در پردازش سیگنال های دیجیتال می باشند. كار یك فیلتر حذف قسمتهای نامطلوب یك سیگنال یا استخراج سیگنال هایی در محدوده فركانسی خاص می باشد. به عبارت دیگر فیلتر فركانس های مشخصی از یك سیگنال را انتخاب و سپس حذف و یا تغییر می دهد. این كار به منظور كاهش نویز و یا شكل دادن به طیف سیگنال انجام می گیرد.
بیشتر فیلترهای قدیمی در كاربردهای DSP با بكارگیری پردازنده های DSP ویژه پیاده سازی می‌شدند. این پردازنده های DSP قادر به انجام عملیات ضرب و ذخیره اطلاعات با سرعت بالا هستند ولی دارای محدودیت در پهنای باند می باشند. فقط تعداد معینی عملیات قبل از ورود نمونه بعدی توسط این پردازنده ها قابل انجام می باشند كه در نتیجه محدود كننده پهنای باند است. پردازنده های DSP به صورت ذاتی ترتیبی می باشند و بنابراین DSP هایی كه از یك پردازنده بهره می برند قادر به انجام یك عمل بر روی یك مجموعه داده در هر زمان می باشند. این مسئله باعث محدودیت در فركانس كلی سیستم می شود. فیلترهای بر پایه FPGA با معماری خطی لوله ای موازی پیاده سازی می شوند كه باعث افزایش عملكرد كلی سیستم می گردد. پیاده سازی با FPGA همچنین امكان ارزیابی دقیق در تمام مراحل الگوریتم را امكان پذیر می سازد. موارد ذكر شده عمده ترین تفاوت های بین یك فیلتر بر پایه FPGA با متناظر DSP آن می‌باشد.
فیلترهای Wavelet متقارن
با استفاده از توابع Wavelet سیگنالهای داده به مولفه های فركانسی متفاوت تجزیه می گردد. این توابع برای نمایش و تقریب سیگنالهای غیر پیوسته كاربرد دارند. ضرایب Wavelet را با استفاده از تعداد زیادی فیلتر بالاگذر و پایین گذر می توان محاسبه نمود. مطابق شكل (2-11) در هر مرحله فیلتر پاین گذر سیگنال را هموارتر می سازد و فیلتر بالاگذر كلیه اطلاعات سیگنال را به صورت مقیاس بندی شده ارائه
می نماید.
كنترلر گذرگاه USB
USB مخفف Universal Serial Bus می باشد و یك پورت سریال پر سرعت است كه برای ارسال داده می تواند از دو مود سرعت كم (Low Speed) و سرعت بالا (Full Speed) بهره ببرد.
در مورد سرعت پایین آهنگ ارسال داده Mb/s 5/1 می باشد در حالیكه در مود سرعت بالا نرخ انتقال بیت ها حداكثر تا Mb/s 12 می رسد. USB بوسیله هدایت كنندگان صنایع PC و مخابرات پیشنهاد و ساخته شد. هدف اصلی در این پیشنهاد آن بود كه قطعات Plug and Play را به خارج كامپیوتر منتقل كرده، نیاز به نصب كارت در داخل اسلات مربوطه در كامپیوتر و تركیب بندی (configure) سیستم را حذف كنند. USB امروزه بطور گسترده در كامپیوترهای متحرك بكار می رود. این گذرگاه برای سرویس دادن به طیف گسترده‌ای از قطعات جانبی PC مانند صفحه كلید، مونیتور، دوربین‌ها، تلفن، مودم،چاپگر و ... مناسب است.
خصوصیات مهم USB بدین شرح است:
- برای ارتباطات سریال بكار می رود.
- تا 127 قطعه فیزیكی را حمایت می كند.
- قابلیت اتصال چند گانه: عملیات همزمان را برای چندین قطعه ممكن می سازد.
- امكان انتقالات سنكرون و آسنكرون را از طریق یك سیم ایجاد می كند.
- تكنولوژی قطعات مجتمع.
- حمایت كامل از انتقال داده زمان واقعی(Real Time) برای سیگنالهای صدات و تصویر.
فهرست
|
عنوان |
صفحه |
|
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
2 3 4 6 8 9 |
|
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 |
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- 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 |
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
|
