Integrated CAN bus block

Abstract

Tämän diplomityön tavoitteena oli suunnitella modulaarinen CAN-väylälohko, joka voidaan integroida erilaisiin mikrokontrolleriympäristöihin.

Ensin suunniteltiin varsinainen CAN-ydin. Ytimen ympärille suunniteltiin muutamia rajapinnalle tulevia moduuleja. Suunnitelluista moduuleista integroitiin kaksi erilaista CAN-arkkitehtuuria. Ensimmäinen arkkitehtuuri on mahdollisimman yksinkertainen ja pieni, jolloin ohjaavalta keskusyksiköltä vaaditaan jatkuvaa tukea lohkolle. Jälkimmäinen arkkitehtuuri on automaattisempi, mutta samalla myös monimutkaisempi. Lisäksi tähän lohkoon liitettiin pieni RAM-muisti ja sen tarvitsema ohjauslogiikka.

Kaikki suunnitellut moduulit integroitiin ja varmennetiin käyttäen apuna FPGA-kehitysympäristöä. FPGA-testikortti otettiin työn yhteydessä ensimmäistä kertaa käyttöön uusien lohkojen kehitystä ja varmennusta varten. Kehitysympäristö havaittiin erittäin käyttökelpoiseksi uusien ja monimutkaisten moduulien varmennuksessa.

Toteutettujen CAN-väylälohkojen toiminta varmennettiin vielä kaupallisen CAN-testikortin kanssa. Lisäksi molemmille arkkitehtuureille tehtiin koesynteesi varsinaiselle kohdeprosessille. Näin saatiin luotettavaa tietoa molempien arkkitehtuurien pinta-ala vaatimuksista. Molemmat lähestymistavoista havaittiin käyttökelpoisiksi. Ensimmäinen vaihtoehto sopii paremmin yksinkertaisempiin kustannuskriittisiin mikrokontrollerisovelluksiin vaikka se vaatiikin enemmän tukea ohjaavalta keskusyksiköltä. Monipuolisempi CAN-rajapinta jättää automaattisuutensa takia keskusyksikölle enemmän aikaa suorittaa muita tehtäviä laajemmissa systeemeissä.