FPGA实现CAN总线控制：Verilog源代码详解

TXT文件

CAN总线

FPGA

verilog语言

1星 | 下载需积分: 50 | 11KB | 更新于2024-09-13 | 198 浏览量 | 举报 2 收藏

立即下载

本文档主要介绍了基于FPGA（Field-Programmable Gate Array）实现的CAN总线控制器的设计与Verilog源代码实现。CAN（Controller Area Network）是一种在工业控制领域广泛应用的串行通信协议，用于车辆电子系统、工业自动化设备之间的数据交换。FPGA是可编程逻辑器件，允许用户通过硬件描述语言（如Verilog）进行设计和配置。首先，文档定义了一个名为`can_ctrl`的实体（ENTITY），它包含了多个输入（如时钟(clk)、复位(reset)、数据(data)等）和输出（如ALE、NRD、NWR、NCS、RST、DATA_DIR、NOE等信号）。这些接口定义了控制器与CAN网络以及外部设备之间的交互方式。例如，ALE是仲裁段使能信号，用来确定节点发送数据请求；NWR和NCS则是用于控制总线的写入和通信状态。在架构（ARCHITECTURE）部分，代码展示了控制器内部的工作原理。关键变量包括`data_out`和`data_in`分别存储输出和输入的数据，`data_out_en`表示数据输出使能，`data_temp`暂存数据，`av_r_state_out`和`av_w_state_out`表示读取和写入状态，`av_addr`是地址寄存器，`states`类型定义了三种工作状态（idle、read、write）。信号`current_state`和`next_state`用来跟踪当前和下一状态，`count`则是一个计数器，可能用于实现数据传输的帧计数或时间控制。在初始化部分，`r_state_out`和`w_state_out`将根据`av_r_state_out`和`av_w_state_out`更新，复位信号`rst`设置为外部提供的`reset`值。主体部分的代码展示了状态机的逻辑，通过条件语句和组合逻辑来决定接收到的输入如何转换为CAN总线的控制信号，并处理数据的读取、写入操作。这部分涉及到了CAN总线规范中的仲裁、错误检测和数据传输等关键功能。总结来说，这个Verilog源代码提供了FPGA实现的CAN总线控制器的核心逻辑，通过状态机管理和控制数据流，确保了与CAN网络的兼容性和高效性。对于研究者和工程师来说，这是一份实用的参考材料，有助于理解和实现自己的CAN总线应用系统。

ENTITY can_ctrl IS
port(
clk : in std_logic;
reset : in std_logic;

--15个io，还有一个中断io自己控制
data :inout std_logic_vector(7 downto 0);
ale :out std_logic:='0';
nrd :out std_logic:='1';
nwr :out std_logic:='1';
ncs :out std_logic:='1';
rst :out std_logic:='0';
data_dir :out std_logic:='0';
noe :out std_logic;
--下面的是和你的控制逻辑交互的
r_state_in :in std_logic;
r_state_out :out std_logic;
w_state_in :in std_logic;
w_state_out :out std_logic;
rw_addr :in std_logic_vector(7 downto 0);
rw_data_in :in std_logic_vector(7 downto 0);
rw_data_out :out std_logic_vector(7 downto 0);
);
END ENTITY can_ctrl;

ARCHITECTURE active OF can_ctrl IS
signal data_out :std_logic_vector(7 downto 0);
signal data_in :std_logic_vector(7 downto 0);
signal data_out_en :std_logic;
signal data_temp :std_logic_vector(7 downto 0);