پايان نامه بررسي و شبيه سازي عملكرد كنترلر

توضیحات

    پايان نامه  بررسي و شبيه سازي عملكرد كنترلر



فهرست

عنوان     صفحه
چكيده

فصل اول – مقدمه
1-1-    مقدمه
1-2-    معرفي CAN
1-3-    مقدمه اي بر تراشه هاي قابل برنامه ريزي
1-4-    مروري بر زبان هاي توصيف سخت افزاري
1-5-    نرم افزارهاي طراحي تراشه هاي FPGA     1

2
3
4
6
8
9

فصل دوم – مروري بر كارهاي انجام شده
2-1- مقدمه
2-2- ميكروكنترلر مقاوم شده در برابر تشعشع
2-3- كانولوشن كننده هاي (Convolelrs) دو بعدي
2-4- فيلترهاي ديجيتال
2-4-1- فيلترهاي با پاسخ ضربه محدود (FIR)
2-4-2- فيلترهاي با پاسخ ضربه نامحدود (IIR)
2-4-3- فيلترهاي Wavelet متقارن
2-5- تبديل كسينوسي گسسته و معكوس آن (IDCT,DCT)
2-6- مبدلهاي فضاي رنگي ( )
2-7- مدولاتور ديجيتال
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 كدفاير
2-12- پياده سازي سخت افزاري الگوريتم هاي سطح بالاي پردازش تصوير
با استفاده از پيكر بندي جزئي FPGA در زمان اجرا
2-13- مترجم هاي زبان هاي سطح بالا به زبان VHDL
2-14- پياده سازي يك پردازشگر تصوير قابل پيكر بندي مجدد
2-15- جمع بندي    
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- پايه هاي تراشه كنترلر CAN
3-3- بررسي سخت افزار كنترلر CAN
3-3-1- شمارنده هاي خطا در كنترلر CAN
3-3-2- ثبات هاي كنترل
3-3-2-1- ثبات فعال كننده وقفه ها
3-3-2-2- ثبات وضعيت
3-3-2-3-  ثبات واسط CPU
3-3-2-4- ثبات پيكربندي گذرگاه
3-3-2-5- ثبات CIK out
3-3-3- واحد زمان بندي بيت
3-3-3-1- سرعت نامي نرخ بيت
3-3-3-2- ثبات صفر زمان بندي بيت
3-3-3-3- ثبات يك زمان بندي بيت
3-3-4- ثبات ماسك توسعه يافته و استاندارد
3-3-5- بسته هاي پيام
3-3-5-1- ميدان كنترل
3-3-5-2- ميدان داوري يا شناسه
3-3-5-3- ميدان داده
3-3-5-4- ميدان تركيب بندي
3-3-6- ثبات وقفه
3-4- دريافت و ارسال پيام
3-4-1- انواع فريم هاي اطلاعات قابل مبادله بين گره ها و كنترلر
3-4-1-1- فريم داده
3-4-1-2- فريم دور
3-4-1-3- فريم خطا
3-4-1-4- فريم اضافه بار
3-4-2- بررسي كدهاي 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

فصل چهارم – خلاصه اي از خصوصيات اصلي زبان VHDL
4-1- مقدمه
4-2- شي (object)
4-3- عملگرهاي زبان VHDL
4-4- توصيف كننده هاي يك مولفه
4-5- ساختارهاي همزماني و ترتيبي
4-6- روشهاي توصيف سخت افزار
4-6-1- روش توصيف ساختاري
4-6-2- روش توصيف فلوي داده (Data Flow)
4-6-3- روش توصيف رفتاري
4-7- كد نويسي قابل سنتز
4-8- جمع بندي     51
52
52
52
53
55
55
56
57
58
59
60

فصل پنجم – پياده سازي كنترلر گذرگاه CAN
5-1- مقدمه
5-2-ثبات ارسال و دريافت پيام در كنترلر
5-3- ثبات ماسك
5-4- سيستم مقايسه شناسه ها
5-5- افزايش تعداد بسته هاي پيام
5-6- واحد  محاسبه كننده كد CRC  
5-7- دياگرام پايه هاي كنترلر طراحي شده و پياده سازي ديكودر آدرس
5-8- نرم افزار مورد استفاده در پياده سازي كنترلر CAN
5-9- جمع بندي
    
61
62
62
63
64
66
67
72
73
73
فصل ششم – نتايج و جمع بندي
6-1- مقدمه
6-2- نتايج حاصل از تست وضعيتهاي مختلف كنترلر
6-3- نتايج حاصل از تست واحد CRC توسعه يافته
6-4- نتايج حاصل از تست  stuff bit
6-5- ارسال فريم خطا
6-6- بررسي وضعيت پايه فركانس خروجي CLK out
6-7- بررسي عملكرد حالت Sleep , pwd
6-8- نتايج مربوط به پياده سازي سخت افزار روي تراشه
6-9- نتيجه گيري و پيشنهادات براي ادامه كار
مراجع     74
75
75
78
80
82
83
84
85
86
I

چكيده
يكي از موضوعات مطرح در اتوماسيون صنعتي و روباتيك تبادل اطلاعات بين اجزاء شبكه مانند CPU و فرستنده و گيرنده هايي است كه نظارت و كنترل اجزاء يك سيستم را بعهده دارند از جمله زير ساختهاي لازم براي تبادل اطلاعات وجود شبكه ها  و گذرگاه هاي تعريف شده و استاندارد براي اتصال اجزاء يك سيستم اتوماسيون صنعتي است شبكه كنترل محلي (CAN-Control Area Network) و گذرگاه آن مدتي است كه در سيستمهاي صنعتي مورد استفاده قرار گرفته است و تراشه هاي متعددي با عنوان كنترلر گذرگاه CAN مورد استفاده قرار مي گيرد يكي از اين محصولات تراشه 82527 اينتل مي باشد كه اخيرا مورد توجه طراحان شبكه هاي كنترل محلي قرار گرفته است .
از ابداعات جديد علم الكترونيك كه امروزه كاربرد روزافزوني يافته است طراحي و پياده سازي مدارهاي ديجيتال و پردازنده هاي با كاربرد خاص بر روي تراشه هاي قابل برنامه ريزي FPGA است از مزاياي مهم اين نوع پياده سازي طراحي مدارهاي با قابليت پيكربندي مجدد بر اساس خواست طراح است .
علاوه بر اين در صورتي كه تهيه يك تراشه با كاربرد خاص بنا به دلايل گوناگون از جمله عدم انتقال تكنولوژي مشكل باشد با داشتن و مشخصات كاري آن تراشه به اين روش مي توان تراشه مورد نظر را بر روي تراشه هاي قابل برنامه ريزي پياده سازي نمود.
در اين پروژه با استفاده از زبان توصيف سخت افزاري VHDL و تراشه هاي قابل برنامه ريزي به طراحي و پياده سازي تراشه 82527 (كنترلر گذرگاه CAN ) اقدام شده است در عين حال اصلاحاتي نيز در عملكرد اين تراشه لحاظ شده كه كارايي آن را بهبود مي بخشد نتايج بدست آمده موفقيت اين پروژه را در طراحي ، پياده سازي و بهبود تراشه با انجام تغييرات پيشنهادي نشان مي دهد .