支持AVALON总线协议的SPI通信设计实现

串行外围接口(serial peripheral interface,SPI)是Motorola公司提出的外围接口协议,它采用—个串行、同步、全双工的通信方式,解决了微处理器(或者微控制器,嵌入式微处理器)和外设之间的串行通信问题,并且可以和多个外设进行直接通信,具有配置灵活,结构简单等优点。为了节约SPI接口开发时间、提高系统的重构性,结合AVALON总线为微处理器和IP核提供了高性能无缝传输的信息通道和SOPC较强的系统重构两方面的技术优势,系统采用ALTERA公司提供的SPI从控制器内核,实现了支持AVALON总线协议的SPI通信。实验结果表明,该SPI通信接口硬件结构简单、传输效率高、可靠性强,同时降低了通信系统设计复杂度。

Avalon片上总线协议的形式化建模与模型检验分析

片上总线协议是片上总线技术的核心,其设计的好坏直接影响到片上系统芯片的可靠性。针对Avalon片上总线协议的自身特点和复杂性,给出了Avalon总线协议的一种有限状态饥分析模型,并用CTL对协议的相关属性进行形式化描述,同时采用模型检验工具SMV进行验证分析。验证结果表明协议不存在安全漏洞。

基于1553B总线的大规模信息系统设计问题研究

某大型航天器GNC系统应用1553B总线构建了其规模庞大的信息系统,在信息系统设计过程中产生了3个问题:超长总线下的稳定通信、应用层协议的设计、多条总线的管理等。对这3个问题开展研究,描述了3个问题的由来,给出了问题的解决方法,并验证了方法的实际效果。结果表明:总线中继的方法,有效解决了1553B总线在240 m长度下的稳定可靠通信问题;广播帧计数回传的应用层协议,节省了总线数据通讯开销、并提供了丰富的故障诊断信息;遍历寻优的总线管理策略,最大程度上发挥了多机多总线系统的容错能力。

一款NoC总线的低功耗设计

随着集成电路技术的飞速发展,其集成度和复杂度越来越高,导致芯片功耗问题日益严重。文章提出一套兼容片上网络(Net on Chip,NoC)总线的功耗管理总线,针对不同电源域进行低功耗管理,通过电源域开关协议将电源域状态同步到事务活动,且不影响系统其他部分的操作。实验结果表明,功耗管理总线具有低成本、协议简单、兼容性好、轻量级等优势。

CAN总线协议自适应算法研究

为提高环境空气质量,减轻重型柴油车排放尾气对大气的污染,重型柴油车后处理系统功能和配置不断改进,整车通信网络也不断升级优化,导致车辆多通道CAN通信参数包括波特率和通信协议类型存在差异,加装的OBD车载终端与车辆CAN总线适配困难。针对此类问题,提出一种CAN总线协议自适应算法,该算法通过波特率自动识别和特征字识别对CAN总线协议进行精确辨别,应用于OBD车载终端,实现对重型车不同通道CAN总线上通信协议类型的自动识别。通过模拟实验和实车测试从不同角度进行验证分析,实验结果表明,应用CAN总线协议自适应算法的OBD车载终端对车辆常用CAN总线协议有较高的识别率和准确率,能高效自动识别车辆各通信参数,实现与车辆高效匹配连接并进行稳定的数据传输。

应用于远程配电组件系统的改进型CAN总线设计与验证

为了将CAN总线应用于国产大飞机的远程配电组件系统,设计了一种改进型的CAN总线应用方案。针对国产大飞机远程配电组件系统的特殊性设计要求,选择合适的网络拓扑结构和通信速率,对CAN的标识符和数据域结构进行合理划分,并定义CAN消息转换为ARINC664报文的格式,然后设计附属RPDU和网关RPDU的通信模块。其中,基于ARINC825协议改进了CAN通信的可用性和完整性,基于TTCAN协议改进了ARINC825的通信调度机制,保证了CAN通信的确定性。实验结果证明所提方案满足设计要求,具有可行性。

时间触发协议总线监护方法研究

时间触发协议(TTP)是一种实时通信协议,用于安全关键分布式故障容忍系统中节点之间的互相通信。介绍了TTP的介质访问策略与时钟同步方法,通过对TTP的理解,研究时间触发总线监护方法,提出本地总线监护和中心总线监护分别在低速和高速TTP中的应用场景和设计方法,给出了总线监护开启和关闭时间的计算方法,设计了TTP总线通信平台用于本地总线监护功能测试,验证总线监护设计方法的有效性,为TTP在安全关键实时系统中的应用提供有力支撑。

基于CANopen协议的水下航行器控制系统现场总线应用设计

针对某高速水下航行器控制系统数据交换实时性需求,结合当前采用的“自定义CAN高层协议”存在的问题,为了解决系统稳定性,降低人为干扰因素,提高可靠性及后续网络扩展,分析了CAN现场总线技术及特点,提出一种基于CANopen标准高层协议的水下航行器控制系统网络架构,研究了控制系统网络结构及特点,描述了主要网络节点的功能及任务,建立了CANopen通信模型,制订了CANopen高层通讯协议,在项目研制中应用实践,开展了系统性对比测试,实施了全航行器、满负荷水下实航试验;结果表明CANopen控制网络运行快捷、稳定可靠,数据交换流畅,网络负载率仅为21.9%,明显优于国际现场总线网络协会要求,适合推广应用至UUV等多种水下航行器系统。

基于FPGA的工控总线综合监测系统

针对工程监测对工控总线进行外出现场测试时存在的问题,为精简设备的携带量和提高监测对复杂应用场景的适应性,提出一种基于FPGA、通过PCIe连接上位机并支持IIC、SPI总线的数据综合监测系统。设计首先给出综合监测系统的整体设计,然后依据硬件可重构和软件现场定义原则对硬件及逻辑分别给出详细的设计方案。设计给出8路的IIC和SPI以适应工业监测设备过多的问题,减少硬件接口并增加软件协议选择。依据需求分析自顶向下设计模块并进行划分以完成代码设计。针对容错能力设计出监控及故障注入功能,进行板级调试,最终完成上位机测试。结果表明,所设计的通信板卡合格通过整体验证。

1394总线协议技术发展综述

针对在航空航天、雷达领域常用的1394协议进行了介绍。介绍了该协议的发展历史,包括该协议的提出时间、发展历程、各个阶段的特性;对协议中的物理层、传输层、逻辑层及上层协议进行了详细地介绍,并介绍了协议中常用的4种拓扑结构,即星型结构、树型结构、环型结构及混合结构;介绍了该协议未来的可能发展方向与应用场景。

多种网络传输协议及现场总线技术在水处理行业中的应用

本文主要介绍通过现场总线技术,实现在工业企业、民用智能建筑及智能化住宅设计供水处理系统、废水处理系统、生活污水处理系统、应急消防供应以及空调制冷系统等所有电动机、各类阀门及其执行机构、测试仪表等的控制、检测、状态显示、管理等实现全网络化的一种全新计算机化控制,并介绍了在卜峰水产(湛江)迈特水处理项目工程中的应用、分析了总线技术的优点,探讨了实现的途径。

基于CAN总线的矿井综合监控系统的设计研究

煤矿井下生产地质条件复杂多变,作业空间相对狭小,通风条件受限,井下时常出现难以预测的有害气体和不明水体,这极大地增加了生产调度和安全管理的难度与不确定性。为了有效强化对煤矿生产系统的安全监控,降低甚至消除安全事故的发生风险,切实保障矿工的生命安全,本文深入探讨了基于CAN总线的煤矿监控系统的应用。基于CAN总线的煤矿监控系统作为一种先进的矿用安全监控手段,具备传输质量稳定可靠、集成化程度高、成本较低等诸多优势,其在煤矿企业信息化管理的应用领域展现出了广阔的发展前景。

基于MQTT协议的汽车通信系统设计与实践

MQTT作为物联网常用协议,目前逐步应用在汽车领域。文章介绍了MQTT协议的基本原理、设计要素及在车载领域的应用场景,并通过设计实例,阐述了车载领域MQTT协议的设计过程及要点,总结了MQTT主要的测试内容。

一种基于RapidIO总线的FT2000/4多通道数据处理模块设计

近年来,随着航电综合化通信系统的不断发展,其任务量急剧增加,特别是在雷达、电子战、数据链等领域实现的功能日益复杂,对电子信息的处理能力、接口速率及带宽要求越来越高,急需高性能的嵌入式处理平台以及高性能总线互连技术。RapidIO总线构架是一种基于高性能包交换的互连高速串行总线技术,主要功能是完成高性能处理器间的高速的传输数据;RapidIO协议最初是由Freescale和Mercury共同研发的一项互连技术。近年来,RapidIO总线作为嵌入式领域的总线互联标准,以其高性能、低延迟、低引脚数和低功耗等特点,广泛应用于航电综合化通信系统。

汽车CAN总线常见故障类型及诊断方法

一、CAN总线概述CAN总线作为一种先进的汽车电子系统通信协议,它由德国Bosch(博世)公司在20世纪80年代(1983),为解决众多的测量控制部件之间的数据交换问题而开发的一种串行数据通信总线,具有高性能、高可靠性、易开发且低成本的特点,已经得到了广泛地应用。在汽车上,CAN总线通信一般由导线、收发器、控制器和终端电阻组成(图1所示)。

CAN总线和基于CAN总线的高层协议

详细介绍了目前比较流行的现场总线技术———CAN总线技术的特点 ,分析了CAN总线的通信模式和通信介质访问控制方式。CAN总线作为一种比较简单的协议在某些方面存在着局限性 ,因此 ,各厂商结合自己的特点在CAN协议的基础上开发了DeviceNet ,CANOpen ,CANKingdom ,SDS等高层协议。由于DeviceNet协议的独特优势 ,对其进行了较为详细的介绍。

列车用CAN总线应用层协议研究与实现

铁路行业总线应用具有其自身的特点,目前还没有出现面向铁路专用的CAN总线应用层协议标准,本文以TCN(IEC61375-1)为参考,结合CAN总线自身的底层协议特点,借鉴了其他CAN总线应用层协议的优点,设计出面向列车总线应用的CAN总线应用层协议——Train-CAN协议.该文主要从该协议的报文分配、报文传输机制描述和网络管理方法3方面加以研究,并分析了一个典型的应用——分布式车载故障检测记录系统,通过该系统的实际运行情况证明了Train-CAN协议应用于铁路机车的合理性.

Modbus协议的RS485总线通讯机的设计及应用

该文详细论述了基于Modbus协议的RS485总线通讯机设计原理及应用。物理结构上包括上位机、主站、和多个从站节点。在上位机与各从站节点间增加主站,承担上位机的轮询工作,使上位机从繁忙的通信工作中解放出来,并能够提高系统独立性,加快系统从故障中恢复的速度。软件方面基于Modbus协议,并且添加CRC校验,从而有效地提高了系统的可靠性、安全性。本设计已成功应用于某监狱门禁控制系统。

LonWorks总线实时通信协议的研究

从LonWorks总线的介质访问机制入手,本着冲突避免和冲突解决两个原则,论证了LonTalk协议在实时性方面存在的问题。对LonTalk协议的MAC仲裁机制进行了改进,提出了一种新的实时通信协议,解决了因较高优先级节点交替占用总线而使较低优先级节点长期得不到总线使用权的问题。实验结果表明,与原协议相比,新的实时通信协议在网络节点数大于10时,报文最大传送延迟时间减少了72.33%以上,网络有效利用率提高了100%。新的实时通信协议在实时性、确定性等方面均优于原协议。

现场总线协议转换机理及实现

总结了现场总线的发展现状,指出了研究现场总线协议转换技术的必要性,描述了常见现场总线协议转换的机理。最后介绍了采用协议转换原理研究开发的一种支持工业以太网与多种现场总线技术转换的多协议转换器。