بازدید امروز :98
بازدید دیروز :703
کل بازدید :232046
تعداد کل یاداشته ها : 4137
03/12/10
9:13 ص
| پایان نامه بررسی و شبیه سازی عملکرد کنترلر CAN
پایان نامه بررسی و شبیه سازی عملکرد کنترلر CAN بررسی و شبیه سازی عملکرد کنترلر CAN ، با استفاده از زبان توصیف سخت افزاری VHDL، و پیاده سازی آن بر روی FPGA
|
 |
| دسته بندی | برق ،الکترونیک و مخابرات |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 15359 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 86 |
پایان نامه بررسی و شبیه سازی عملکرد کنترلر CAN
چکیده
یکی از موضوعات مطرح در اتوماسیون صنعتی و روباتیک تبادل اطلاعات بین اجزاء شبکه مانند CPU و فرستنده و گیرنده هایی است که نظارت و کنترل اجزاء یک سیستم را بعهده دارند از جمله زیر ساختهای لازم برای تبادل اطلاعات وجود شبکه ها و گذرگاه های تعریف شده و استاندارد برای اتصال اجزاء یک سیستم اتوماسیون صنعتی است شبکه کنترل محلی (CAN-Control Area Network) و گذرگاه آن مدتی است که در سیستمهای صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است و تراشه های متعددی با عنوان کنترلر گذرگاه CAN مورد استفاده قرار می گیرد یکی از این محصولات تراشه 82527 اینتل می باشد که اخیرا مورد توجه طراحان شبکه های کنترل محلی قرار گرفته است .
از ابداعات جدید علم الکترونیک که امروزه کاربرد روزافزونی یافته است طراحی و پیاده سازی مدارهای دیجیتال و پردازنده های با کاربرد خاص بر روی تراشه های قابل برنامه ریزی FPGA است از مزایای مهم این نوع پیاده سازی طراحی مدارهای با قابلیت پیکربندی مجدد بر اساس خواست طراح است .
علاوه بر این در صورتی که تهیه یک تراشه با کاربرد خاص بنا به دلایل گوناگون از جمله عدم انتقال تکنولوژی مشکل باشد با داشتن و مشخصات کاری 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 (کنترلر گذرگاه CAN ) اقدام شده است در عین حال اصلاحاتی نیز در عملکرد این تراشه لحاظ شده که کارایی 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 .
میکرو کنترلر مقاوم شده در برابر تشعشع
مقاومت در برابر خطا(Fault - Tolerance ) و قابلیت اعتماد بالا از مشخصات ضروری صنایع نظامی می باشند. مدارات دیجیتال بکار گرفته شده در صنایع هوا فضا تحت تاثیر انواع تشعشعات قرار می‌گیرند. یک روش کاهش خطا به منظور مقاوم شدن در برابر تشعشع استفاده از تکنیک کد همینگ (Hamming) می باشد.
یکی از میکرو کنترلرهای دیجیتالی که بیشتر در این صنایع بکار گرفته می شود خانواده میکرو کنترلر 8051 است. این تراشه را که بلوک دیاگرام ساختمان آن در شکل (2-1) نشان داده شده است با استفاده از زبان توصیف سخت افزاری VHDL می توان بوسیله تکنیک کد همینگ نسبت به تشعشع مقاوم نمود.
فیلترهای دیجیتال
فیلتر های دیجیتال از پر کاربردترین اجزا در پردازش سیگنال های دیجیتال می باشند. کار یک فیلتر حذف قسمتهای نامطلوب یک سیگنال یا استخراج سیگنال هایی در محدوده فرکانسی خاص می باشد. به عبارت دیگر فیلتر فرکانس های مشخصی از یک سیگنال را انتخاب و سپس حذف و یا تغییر می دهد. این کار به منظور کاهش نویز و یا شکل دادن به طیف سیگنال انجام می گیرد.
بیشتر فیلترهای قدیمی در کاربردهای DSP با بکارگیری 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 که در نتیجه محدود کننده پهنای باند است. پردازنده های DSP به صورت ذاتی ترتیبی می باشند و بنابراین DSP هایی که از یک پردازنده بهره می برند قادر به انجام یک عمل بر روی یک مجموعه داده در هر زمان می باشند. این مسئله باعث محدودیت در فرکانس کلی سیستم می شود. فیلترهای بر پایه FPGA با معماری خطی لوله ای موازی پیاده سازی می شوند که باعث افزایش عملکرد کلی سیستم می گردد. پیاده سازی با FPGA همچنین امکان ارزیابی دقیق در تمام مراحل الگوریتم را امکان پذیر می سازد. موارد ذکر شده عمده ترین تفاوت های بین یک فیلتر بر پایه FPGA با متناظر DSP آن می‌باشد.
فیلترهای Wavelet متقارن
با استفاده از توابع Wavelet سیگنالهای داده به مولفه های فرکانسی متفاوت تجزیه می گردد. این توابع برای نمایش و تقریب سیگنالهای غیر پیوسته کاربرد دارند. ضرایب Wavelet را با استفاده از تعداد زیادی فیلتر بالاگذر و پایین گذر می توان محاسبه نمود. مطابق شکل (2-11) در هر مرحله فیلتر پاین گذر سیگنال را هموارتر می سازد و فیلتر بالاگذر کلیه اطلاعات سیگنال را به صورت مقیاس بندی شده ارائه
می نماید.
کنترلر گذرگاه USB
USB مخفف Universal Serial Bus می باشد و یک پورت سریال پر سرعت است که برای ارسال داده می تواند از دو مود سرعت کم (Low Speed) و سرعت بالا (Full Speed) بهره ببرد.
در مورد سرعت پایین آهنگ ارسال داده Mb/s 5/1 می باشد در حالیکه در مود سرعت بالا نرخ انتقال بیت ها حداکثر تا Mb/s 12 می رسد. USB بوسیله هدایت کنندگان صنایع PC و مخابرات پیشنهاد و ساخته شد. هدف اصلی در این پیشنهاد آن بود که قطعات Plug and Play را به خارج کامپیوتر منتقل کرده، نیاز به نصب کارت در داخل اسلات مربوطه در کامپیوتر و ترکیب بندی (configure) سیستم را حذف کنند. USB امروزه بطور گسترده در کامپیوترهای متحرک بکار می رود. این گذرگاه برای سرویس دادن به طیف گسترده‌ای از قطعات جانبی PC مانند صفحه کلید، مونیتور، دوربین‌ها، تلفن، مودم،چاپگر و ... مناسب است.
خصوصیات مهم USB بدین شرح است:
- برای ارتباطات سریال بکار می رود.
- تا 127 قطعه فیزیکی را حمایت می کند.
- قابلیت اتصال چند گانه: عملیات همزمان را برای چندین قطعه ممکن می سازد.
- امکان انتقالات سنکرون و آسنکرون را از طریق یک سیم ایجاد می کند.
- تکنولوژی قطعات مجتمع.
- حمایت کامل از انتقال داده زمان واقعی(Real Time) برای سیگنالهای صدات و تصویر.
فهرست
|
عنوان |
صفحه |
|
چکیده
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 کارهای انجام شده 2-1- مقدمه 2-2- میکروکنترلر مقاوم شده در برابر تشعشع 2-3- کانولوشن کننده 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 کسینوسی گسسته و معکوس آن (IDCT,DCT) 2-6- مبدلهای فضای رنگی () 2-7- مدولاتور دیجیتال 2-8- کنترلر گذرگاه USB 2-9- کنترلر گذرگاه PCI 2-10-کد کننده گفتار ITU-T G.723.1 2-11- کد کننده ها کدفایر 2-12- پیاده سازی سخت افزاری الگوریتم های سطح بالای پردازش تصویر با استفاده از پیکر بندی جزئی FPGA در زمان اجرا 2-13- مترجم های زبان های سطح بالا به زبان VHDL 2-14- پیاده سازی یک پردازشگر تصویر قابل پیکر 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 – کنترلر گذرگاه CAN 3-1- مقدمه 3-2- پایه های تراشه کنترلر CAN 3-3- بررسی سخت افزار کنترلر CAN 3-3-1- شمارنده های خطا در کنترلر CAN 3-3-2- ثبات های کنترل 3-3-2-1- ثبات فعال کننده وقفه ها 3-3-2-2- ثبات وضعیت 3-3-2-3- ثبات واسط CPU 3-3-2-4- ثبات پیکربندی 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 یک زمان بندی بیت 3-3-4- ثبات ماسک توسعه یافته و استاندارد 3-3-5- بسته های پیام 3-3-5-1- میدان کنترل 3-3-5-2- میدان داوری یا شناسه 3-3-5-3- میدان داده 3-3-5-4- میدان ترکیب 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 کنترلر 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 کدهای خطا در تبادلات کنترلرCAN |
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
|
