智多晶CAN/CANFDIP介绍

FPGA开发圈 2025-03-28 12:06

CAN总线(Controller Area Network)是一种广泛应用于工业控制、汽车电子等领域的通信协议。CAN FD(Controller Area Network Flexible Data-Rate)是CAN总线协议的升级版本,旨在解决传统CAN总线在数据传输速率和数据长度方面的限制。CAN总线以其高可靠性、实时性和抗干扰能力,广泛应用于需要高效通信和复杂控制的领域。


智多晶CAN IP 和CAN FD IP

2个IP的用户接口都为APB3,都支持CAN帧(CAN FD IP额外支持CAN FD帧)。CAN IP使用的逻辑资源较少,适合简单且逻辑资源紧张的使用场景,CAN FD IP带缓存和接收过滤,适合复杂且逻辑资源宽裕的使用场景。

CAN IP特性

🔹支持《CAN specification version 2.0》标准

🔹支持自适应标准帧(Standard Identifier)和扩展帧(Extended Identifier)

🔹支持CAN数据帧(Data Frame)和遥控帧(Remote Frame)

🔹支持CAN波特率可配置(10Kbps~1Mbps)

🔹支持主动过载

🔹支持APB接口

🔹支持独立的MCU和CAN IP时钟。


CAN FD IP 特性

🔹基于CAN FD Spec V1.0协议规范

🔹支持8Mb/s的可变(数据域)数据速率(CAN FD)

🔹支持1Mb/s的典型(仲裁域)数据速率

🔹同时支持CAN和CAN FD帧的收发

🔹32深度的发送帧记录FIFO(记录帧的仲裁域和控制域帧信息)

🔹2个64深度的接收帧存储FIFO

🔹32个接收过滤器

🔹支持发送取消操作

🔹发送记录和接收存储的帧信息包含时间戳

🔹CAN FD帧在可变(数据域)数据速率下具有独立的错误报告

🔹支持以下功能:

🔺 取消自动重发

🔺 监听模式

🔺 睡眠和唤醒

🔺 内部环回

🔹使用APB接口


IP的配置与使

打开IP

在HqFpga v3版本软件中,点击“IP管理”图标进入“IP Creator”子页面后,在“通信与网络”下,可看到CAN_FD(CAN FD IP)和CAN_Controller(CAN IP),双击即可进入相应IP的配置界面。

图一 CAN IP配置界面

图二 CAN FD IP配置界面


应用子系统

CAN IP应用系统框图


如上图,这是一个非常典型的使用CAN IP的子系统框图(适用于CAN FD IP)。MCU/CONTROLLER主要用于CAN的寄存器配置,可以使用智多晶提供的CM3/STAR/Tiny-SoC IP。CAN Bus Transceivers 为CAN收发芯片,实现逻辑信号can_tx、can_rx到总线信号CAN_H、CAN_L的电气特性转换。


应用场

1

汽车电子

车身控制(车门、车窗、座椅、灯光等),动力系统(发动机控制单元、变速箱控制等),安全系统(ABS、安全气囊、电子稳定程序等),信息娱乐系统(导航、音响、车载通信等)。

2

工业自动化

PLC通信、传感器网络、机器人控制等。

3

医疗设备

医疗仪器(监护仪、麻醉机、输液泵等),医疗机器人。

4

航空航天

飞机电子系统(飞行控制、发动机监控、导航系统等),航天器通信。

5

智能家居

家电控制(空调、冰箱、洗衣机等),安防系统(门禁、监控摄像头等)。

6

轨道交通

列车控制系统(车门控制、制动系统等),信号系统。

7

船舶电子

船舶控制系统、自动化设备。

8

能源管理

智能电网、新能源系统(太阳能逆变器、风力发电控制系统等)。

9

农业自动化

农业机械、环境监测(温室、灌溉系统的传感器网络)。

10

物联网(IoT)

设备互联、远程监控(智能电表、环境监测设备等)。




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