如何在规模效益下降时继续推动性能提升。

鉴于半导体行业通过进一步缩小工艺几何尺寸在物理和经济上所能实现的目标已开始达到极限,缩小特征尺寸和增加晶体管数量已不再能达到以往的效果。取而代之的是,整个行业都在关注全新的系统架构,并通过重新思考如何在每个设备中完成任务来更好地利用现有硅片。当我们进入这个新的技术时代时,以嵌入式 FPGA 的形式将 FPGA 结构与 CPU 集成成为一种极具吸引力的解决方案。

虽然 FPGA 和 CPU 都使用内存和逻辑组合来保存和处理数据和指令,但两者之间存在重要的根本区别。中央处理器针对快速上下文切换进行了优化,而 FPGA 的配置速度较慢,但能以类似于硬连线电路的速度模拟数字逻辑。因此,CPU 擅长执行各种任务,而 FPGA 则擅长执行重复性(尤其是高度并行化)任务,这些任务重复执行数千次,偶尔才会重新定义。

FPGA(Field Programmable GateArray)中文翻译为现场可编程逻辑门阵列,是目前全世界应用最广泛数字系统的主流平台之一,其市场前景诱人,但是门槛之高在芯片行业里无出其右,生产商目前有4大巨头,而且都是美国。

巨头1:Xilinx 赛灵思

FPGA Xilinx

介绍:Xilinx是全球领先的可编程逻辑完整解决方案的供应商,也是目前排名第一的FPGA解决方案提供商。

摘 要

机载产品通常系统复杂,功能单元众多,实现国产化周期长、难度大。FPGA是一种通过编程改变逻辑功能的半定制芯片,具有编程配置灵活、开发周期短等特点,为机载产品国产化提供了新思路。鉴于此,深入研究了CAN总线通信协议,分析了CAN驱动的数据流和组织结构,实现了基于FPGA的SJA1000 CAN总线驱动设计,并将该设计应用于某综合电子战管理系统,证实了其有效性和可靠性。

关键词

FPGA; CAN总线; 驱动设计

0 引言

随着嵌入式系统互联通信的高速发展,传统的RS232、RS485、RS422等总线受传输距离、抗干扰能力、负载能力、传输速率的影响,逐渐制约了嵌入式系统的发展。

CAN总线系统是一种多主控的总线系统,在总线控制器的协调下实现两个节点之间大量数据的传输,由于CAN网络消息的发送是广播式的,即所有节点侦测的数据是一致的,因此非常适合控制信息和数据信息的传输[1-2]。

CAN总线具有超长的传输距离,理论上限为10 km,因此被广泛应用于超远距离信息传输的工业项目中。单条总线可负载110个节点,互不干扰;高波特率保证了数据传输速率[3]。

由于国产化需求,进口芯片需要进行原位替换,面对功能可裁剪的嵌入式系统,本文提出了一种基于FPGA实现的CAN总线驱动,并对其设计进行了详细介绍。

本篇将以德州仪器(TI)的高速ADC芯片—ads52j90为例,进行ADC的4线SPI配置时序介绍与分析。