一种CAN总线数据交换装置制造方法及图纸

技术编号:20929229 阅读:27 留言:0更新日期:2019-04-20 12:33
本实用新型专利技术提供的一种CAN总线数据交换装置,包括FPGA芯片,FPGA芯片控制连接有FPGA配置芯片、外部电源模块和六个CAN收发芯片,六个CAN收发芯片并联连接,其一端与FPGA芯片连接,另一端连接外接设备;其中,FPGA芯片用于CAN总线协议收发、数据交换和数据存储;FPGA配置芯片用于存储FPGA芯片的配置数据;CAN总线数据交换装置的自适应性和可扩展性,解决了现有技术存在的扩展性差的问题,具有开放化、标准化、与模块化硬件平台实现兼容性和可扩展性的特点。

A CAN Bus Data Exchange Device

The utility model provides a CAN bus data exchange device, which includes a FPGA chip, which is controlled and connected with a FPGA configuration chip, an external power module and six CAN transceiver chips. Six CAN transceiver chips are connected in parallel, one end of which is connected with a FPGA chip and the other end is connected with an external device. The FPGA chip is used for CAN bus protocol transceiver, data exchange and data storage. The chip is used to store the configuration data of the FPGA chip. The self-adaptability and scalability of the CAN bus data exchange device solve the problem of poor scalability of the existing technology. It has the characteristics of openness, standardization, compatibility and scalability with the modular hardware platform.

【技术实现步骤摘要】
一种CAN总线数据交换装置
本技术属于通信系统技术应用领域,具体为一种CAN总线数据交换装置。
技术介绍
CAN(controllerareanetwork)总线又称控制局域网络,最早是由德国BOSCH公司推出,用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。CAN已被公认为几种最有前途的现场总线之一。CAN的主要优点:1、为多种工作方式,可以很方便地构成多机备份系统;2、可以点对点、点对多点及广播方式收发数据,通信速率最高可达1mb/s(此时通信距离最长为40m),实际节点可达100个,直接通信距离最远可达10km(速率在5kb/s以下);3、CAN网络上的节点可分为不同的优先级,以满足不同的实时要求;4、采用非破坏性仲裁技术,能够有效地避免总线冲突;5、用短帧结构,每一帧的有效字节数为8个,可保证数据的低出错率;6、通信介质可分为双绞线、同轴电缆或光纤,悬着灵活地;7、总线节点在错误严重的情况下,具有自动关闭输出功能,以使总线上其他节点的操作不受影响。目前,现有技术中由于CAN总线数据交换装置,没有过多的接口和高性能模块,导致其存在可扩展能力差的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种CAN总线数据交换装置,解决了现有的CAN总线数据交换装置,没有过多的接口和高性能模块,导致其存在可扩展能力差的问题。为了达到上述目的,本技术采用的技术方案是:本技术提供的一种CAN总线数据交换装置,包括FPGA芯片,FPGA芯片控制连接有FPGA配置芯片、外部电源模块和六个CAN收发芯片,六个CAN收发芯片并联连接,其一端与FPGA芯片连接,另一端连接外接设备;其中,FPGA芯片用于CAN总线协议收发、数据交换和数据存储;FPGA配置芯片用于存储FPGA芯片的配置数据。优选地,外部电源模块连接有EMI滤波器,EMI滤波器连接有DC/DC模块,DC/DC模块与FPGA芯片中的电源芯片连接。优选地,FPGA芯片的型号为XC7A100T-2FGG484I。优选地,FPGA配置芯片的型号为N25Q128A13ESE40E。优选地,CAN收发芯片为带电源隔离和信号隔离功能的CAN收发器,其型号为CTM8251KD。优选地,CAN收发芯片与外接设备之间通过电连接器连接。优选地,电连接器的型号为J29A-51ZKNP9。与现有技术相比,本技术具有以下有益的技术效果:本技术提供的一种CAN总线数据交换装置,包括FPGA芯片、FPGA配置芯片、CAN收发芯片和外部电源模块;FPGA芯片和FPGA配置芯片,主要完成的CAN总线协议收发、CAN总线数据交换和CAN总线数据存储等功能;CAN收发芯片,该芯片是一款带电源隔离和信号隔离功能的CAN收发器;电源模块,主要保证电磁兼容性和整个装置的供电。CAN总线数据交换装置的自适应性和可扩展性,解决了现有技术存在的扩展性差的问题,具有开放化、标准化、与模块化硬件平台实现兼容性和可扩展性的特点。进一步的,本技术提供的CAN总线数据交换装置,其电源输入范围为DC21V~30V,同时要满足电磁兼容的要求以及输入电源和板内电源的隔离要求,因此需要将输入电源电压首先经过EMI滤波器,再通过隔离DC/DC电源模块转换成+5V电源,然后再将+5V电源转换成板内电路所需要的+1.0V、+1.8V和+3.3V电源。附图说明图1是本技术设计的CAN总线数据交换装置的结构框图。具体实施方式下面结合附图,对本技术进一步详细说明。如图1所示,本技术提供的一种CAN总线数据交换装置,包括FPGA芯片、FPGA配置芯片、CAN收发芯片和外部电源模块,其中,FPGA芯片分别与FPGA配置芯片和CAN收发芯片控制连接;外部电源模块向FPGA芯片提供电源。CAN收发芯片设置有六个,且并联连接;六个CAN收发芯片的一端均与FPGA芯片连接,另一端均与外接设备连接。外接设备与CAN收发芯片之间通过电连接器连接;电连接器与CAN收发芯片之间通过CAN总线连接。外部电源模块连接有EMI滤波器,EMI滤波器连接有DC/DC模块,DC/DC模块与FPGA芯片中的电源芯片连接。具体地,FPGA芯片的型号为XC7A100T-2FGG484I,是CAN总线数据交换装置的核心处理器件,主要用于完成CAN总线协议收发、CAN总线数据交换和CAN总线数据存储等功能;该芯片具有多样性的可编程系统特色、丰富快速的层次、灵活的互联资源和先进的工艺技术集于一体,能够满足高速、大容量、高灵活度的可编程方案,满足设计输入的要求。FPGA配置芯片的型号为N25Q128A13ESE40E;用于存储FPGA芯片的配置数据。CAN收发芯片的型号为CTM8251KD,该芯片是一款带电源隔离和信号隔离功能的CAN收发器,采用+5.0V供电,隔离耐压高达2500VDC,单个CAN总线网络至少可连接110个节点,工作温度范围为-40℃~+85℃。本技术提供的CAN总线数据交换装置,其电源输入范围为DC21V~30V,同时要满足电磁兼容的要求以及输入电源和板内电源的隔离要求,因此需要将输入电源电压首先经过EMI滤波器,再通过隔离DC/DC电源模块转换成+5V电源,然后再将+5V电源转换成板内电路所需要的+1.0V、+1.8V和+3.3V电源。工作原理如下:本技术提供的CAN总线数据交换装置,以FPGA芯片作为核心芯片,在FPGA芯片外围连接CAN总线隔离收发器,实现12通道的CAN总线数据交换功能。12路CAN总线隔离收发器连接在FPGA芯片上,实现CAN总线与FPGA芯片之间的电平转换。在FPGA芯片内部实现CAN总线协议控制,以及12通道CAN总线之间的数据交换管理功能。本设计采用以FPGA芯片为平台开发的CAN协议逻辑,它具备以下特性:支持CAN2.0协议,最高速率达1Mb/s,支持过滤功能,控制模块由FPGA逻辑实现,能够最大限度的提高数据收发的速度,减小数据转发的时间。综上所述:该技术CAN总线数据交换装置,使得该产品的用户可以方便的基于此链路进行二次开发,快速搭建自定义的系统,最终该软件产品在进过了多次测试和试产后已经可以开始推向市场。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已,并不用以限制本专利技术,凡在本专利技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CAN总线数据交换装置,其特征在于,包括FPGA芯片,FPGA芯片控制连接有FPGA配置芯片、外部电源模块和六个CAN收发芯片,六个CAN收发芯片并联连接,其一端与FPGA芯片连接,另一端连接外接设备;其中,FPGA芯片用于CAN总线协议收发、数据交换和数据存储;FPGA配置芯片用于存储FPGA芯片的配置数据。

【技术特征摘要】
1.一种CAN总线数据交换装置,其特征在于,包括FPGA芯片,FPGA芯片控制连接有FPGA配置芯片、外部电源模块和六个CAN收发芯片,六个CAN收发芯片并联连接,其一端与FPGA芯片连接,另一端连接外接设备;其中,FPGA芯片用于CAN总线协议收发、数据交换和数据存储;FPGA配置芯片用于存储FPGA芯片的配置数据。2.根据权利要求1所述的一种CAN总线数据交换装置,其特征在于,外部电源模块连接有EMI滤波器,EMI滤波器连接有DC/DC模块,DC/DC模块与FPGA芯片中的电源芯片连接。3.根据权利要求1所述的一种CAN总线数据交换装置,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:张程
申请(专利权)人:西安思丹德信息技术有限公司
类型:新型
国别省市:陕西,61

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