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基于PCI总线CAN卡设计与实现

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第 1 页 共 6 页 基于PCI总线CAN卡设计与实现

现场CAN(Controller Area Network控制器局域网络)以其高性能、高牢靠性及独特的设计，越来越受到人们的重视和青睐，不但在汽车行业中应用广泛，而且在工业控制、、医疗器械、等领域进展快速。为了扩展的功能，与计算机相连，可设计具有CAN接口和PC接口的CAN适配卡，用来收集CAN总线上各个节点的信息，转发给PC机，并可将PC机的指令和数据转发给各个节点以及完成对CAN总线上的用户系统的部分监控和管理工作。

PCI总线是Intel公司推出的一种先进的高性能32/64位局部总线，可同时支持多组外围设备，不受制于处理器，数据吞吐量大 (33MHz总线频率、32位传输时峰值可高达132MB/s)。目前PCI是处于主流的计算机总线。以往的CAN卡普通都是基于ISA总线的，因为ISA总线传输速率低，CAN卡必需增强中继控制功能，才干够适应CAN的高速传输，导致造价高、体积大、传输速率低，不利于CAN总线的推广应用。因为PCI总线传输速度快，而且支持热插拔、等功能，不但能满足CAN总线的高速数据传输，性能高、功能强，而且体积小、价格低、用法便利、应用范围广。

CAN卡的设计包括硬件设计和软件设计。

1 硬件设计

PCI总线是一种自立于CPU的局部总线，不同于传统的ISA总线。因为PCI总线规范定义了严格的电气特性和时序要求，开发难度比ISA总线的开发难度大。实现PCI接口的计划普通有两种：采纳可编程规律器件和专用总线接口器件。采纳可编程规律器件实现PCI接口的最大益处是比较灵便，可把PCI时序模块和功能模块结合在一起，可以利用的器件也比较多(如公司的器件、公司的器件等)，还可以购买由厂家提供的用、AHDL等硬件描述语言编制的PCI核心设计模块，但其设计难度还是很高，由于PCI总线对负载要求、传输数据的建立时光的要求都比较苛刻，同时还需要器件内部实现用于配置的各类寄存器，

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PCI接口扩展卡的快速开发方案【新版精品资料】

PCI接口扩展卡的快速开发方案【新版精品资料】

PCI接口扩展卡的快速开发方案

摘要：介绍了PCI总线扩展卡的设计思路和方法，并结合一个多功能CAN通信I/O卡的设计实例,介绍了PCI总线扩展卡的软硬件设计流程，给出了一套快速可行的解决方案.

关键词：PCI总线 PLX9052 设备驱动程序 Windriver

随着计算机和控制技术的不断发展，很多工程人员都选用PC机作为控制系统的操作平台.为了能够和外部设备通信，PC机上提供了外置的USB、串口、并口及内置的ISA、PCI等接口。PCI总线接口速度快，系统占用率低,有完备的即插即用（PnP)管理体制,是目前计算机插卡式外设总线的事实标准.

笔者设计了一块PCI总线多功能CAN通信I/O卡,可以完成数字量I/O、CAN总线通信的功能.本文将根据笔者的实际经验，介绍PCI接口扩展卡的软硬件设计流程和一种快速开发方案.

1 PCI总线简介

PCI总线标准由PCISIG(PCI Special Interest Group）制定，该组织的成员有Intel、IBM、DEC等公司.目前PC机中使用的PCI总线标准主要以PCI2。0为主，其频率为33MHz，字宽为32bit，电源电压为5V。新版的PCI标准向下兼容，并支持66MHz时钟，字宽为64bit,电压为3.3V。

PCI总线是一种时分复用的双向应答总线，传输发起方称为主设备,接收方称为从设备.主设备用RFAME信号指示，从设备拉低它的DEVSEL线来表示响应传输请求。PCI总线的数据传输以帧为单位,每次传输由一个地址周期（Address Phase）和多个数据周期（Data Phase)组成,如图1所示。AD0~AD31首先给出本次传输的首地址,后面紧跟一个或多个32位（4字节）宽的数据，多个数据的地址自动递增。在地址周期，C/BE0～C/BE3这四根线的不同组合指示出在AD0~AD31上将要进行何种类型的操作，如C/BE0～C/BE3=0110表示存储器读，C/BE0～C/BE3=0011表示I/O写.在数据周期，C/BE0～BE3对应AD0～AD31上四个字节的使能。IRDY和TRDY分别表示主设备准备好和从设备准备好。在传输过程中，只有IRDY和TRDY同时有效，传输才能继续;否则插入等待周期,用于在不同速度的设备之间协调工作。

基于CompactPCI的抗恶劣环境CAN总线模块设计

基于CompactPCI的抗恶劣环境CAN总线模块设计

６　基于ＣｏｍｐａｃｔＰＣＩ的抗恶劣环境ＣＡＮ总线模块设计　

基于Ｃｏｍ　ｐａｃｔＰＣ　ｌ的抗恶劣环境ＣＡＮ总线模块设计　

Ｄｅｓｌｇｎ　ｏｆ　Ａｎｔｉ－ｈａｒｓｈ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ＣＡＮ　Ｂｕｓ　Ｍｏｄｕｌｅ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＣｏｍｐａｃｔＰＣＩ　

王山伟　董春雷　（中国船舶重工集团公司江苏自动化研究所，江苏连云港２２２００６）　

摘要　

为了扩展抗恶劣环境计算机的ＣＡＮ总线接口，提出了一种基于ＣｏｍｐａｃｔＰＣＩ的抗恶劣环境ＣＡＮ总线模块的设计方　

法。该方法中包括基于ＣｏｍｐａｃｔＰＣｌ的抗恶劣环境ＣＡＮ总线模块的设计思路和实现过程。在该方法采用了ＦＰＧＡ实现寄　

存器设计与逻辑控制，在工控３Ｕ板幅上实现了４路光电隔离ＣＡＮ总线接口的紧凑设计。该方法应经投入应用，在应用过　

程中取得了良好的效果。　

关键词：ＣｏｍｐａｃｔＰＣＩ，ＣＡＮ总线，计算机，ＦＰＧＡ　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｅｘｔｅｎｄ　ｔｈｅ　Ｃ：ＡＮ　ｂｕｓ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｏｆ　ａｎｔｉ—ｈａｒｓｈ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ．ａ　ｄｅｓｉｇｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ａｎｔｉ—ｈａｒｓｈ　ｅｎｖｉｒｏｎ—　ｍｅｒｉｔ　ＣＡＮ　ｂｕｓ　ｍｏｄｕｌｅ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｎｃｌｕｄｅｓ　ｄｅｓｉｇｎ　ｉｄｅａｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　ｏｆ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｎｔｉ－ｈａｒｓｈ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ＣＡＮ　ｂｕｓ　ｍｏｄｕｌｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＣｏｍｐａｃｔＰＣＩ．Ｒｅｇｉｓｔｅｒｓ　ａｎｄ　ｌｏｇｉｃ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｉｓ　ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ　ｂｙ　ａ　ＦＰＧＡ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ．　Ｆｏｕｒ　ｗａｙｓ　ｏｐｔｏ－ｉｓｏｌａｔｅｄ　ＣＡＮ　ｂｕｓ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ａｒｅ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　３Ｕ　ｂｏａｒｄ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣｏｍｐａｃｔＰＣＩ，ＣＡＮ　ｂｕｓ，ｃｏｍｐｕｔｅｒ，ＦＰＧＡ　

基于PCI总线的CAN接口卡及其VxWorks环境下驱动程序的设计

基于PCI总线的CAN接口卡及其VxWorks环境下驱动程序的设计

第２９卷第４期　２００６年１２月　电子器件　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　Ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　Ｖ０１．２９　Ｎｏ．４　Ｄｅｃ．２００６　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ＣＡＮ　Ｃａｒｄ　Ｅｘｔｅｎｄｅｄ　ｏｎ　ＰＣＩ　Ｂｕｓ　ａｎｄ　Ｉｔｓ　Ｄｒｉｖｅｒ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｉｎ　ＶｘＷｏｒｋｓ　

ＺＨＵＸｉｎ－ｈｕａ，ＨＵＡＮＧＬｉａｎｇ－ｌｉａｎｇ，ＸＩＡ　Ｙｕｎ－ｘｉａｎｇ，ＬＩＵＹｅ－ｂｏ　（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００９６，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃＡＮ　ｃａｒｄ　ｅｘｔｅｎｄｅｄ　ｏｎ　ＰＣＩ　ｂｕｓ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｄｒｉｖｅｒ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｉｎ　Ｖｘ、　ｏｒｋｓ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｃ１．Ｔｈｉｓ　

ｃａｒｄ　ｉＳ　ｕｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｖｉｓｕａｌ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｒｍｏｒｅｄ　ｃａｒ’ｓ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ａｒｅ：　

ｔｈｅ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ａｍｏｎｇ　ｅａｃｈ　ｃｈｉｐｓ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ＰＣＩ９０５２，ＳＪＡＩＯ００，８２Ｃ２５０，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ＰＣＩ９０５２　ａｎｄ　ＰＣＩ　ｂｕｓ．Ｔｈｅ　ＳＯｆｔｗａｒｅ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ａｒｅ：ｔｈｅ　ｄｅｖｉｃｅ　ｄｒｉｖｅｒ　ｏｎ　ＰＣＩ　ｂｕｓ　ｉｎ　Ｖｘｗｏｒｋｓ，ｔｈｅ　ｄｒｉｖｅｒ　ｏｆ　

ＣＡＮ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｃａｒｄ　ｉｎ　Ｖｘｗｏｒｋｓ，ｅｔｃ．Ｔｈｅ　ｐｒｉｍａｒｙ　ｃｏｄｅｓ　ａｒｅ　ａｌｓｏ　ｐｒｅｓｅｎｔｅ＆Ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｇｒａｍ　ｉｎｄｉｃａ—　

ｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ａｎｄ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｏｆ　ＣＡＮ　ｃａｒｄ　ｃａｎ　ｗｏｒｋ　ｎｏｒｍａｌｌｙ　ａｎｄ　ｓｔａｂｌｙ．Ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ａｎｄ　ｍｅｔｈｏｄｓ　

CAN-bus现场总线基础教程【第8章】CAN总线设备及调试工具-PCI-5010-U(34)

CAN-bus现场总线基础教程【第8章】CAN总线设备及调试工具-PCI-5010-U(34)

广州致远电子有限公司 文库资料 ©2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd. 文章源自广州致远电子有限公司，转载或引用请注明出处 1 工业通讯-CAN bus通信产品 第8章 CAN总线设备及调试工具 1.1 PCI-5010-U 1.1.1 概述 PCI接口具有比USB更快的速度，使用PCICAN板卡可以与工控计算机整体集成，更加可靠，是系统实际应用中使用较多的设备。和USBCAN一样，PCICAN也分为单路（PCI-5010-U）和双路（PCI-5020-U），甚至还有四路的板卡（PCI-9840），本节仍以单通道的设备为例来讲解。 PCI-5010-U是兼容PCI 2.2规范的，带有1路CAN的高性能CAN接口卡，实物图如错误!未找到引用源。所示。PC机可以通过PCI接口连接至CAN网络，实时监控网络中的数据流。 PCI-5010-U接口卡是CAN产品开发、CAN数据分析的强大工具，其PCI接口的高速数据吞吐量能够满足实时性要求很高的应用场合。接口卡自带磁耦隔离模块，保证系统在恶劣环境中使用的可靠性。 和USBCAN一样，PCI-5010-U接口卡也提供Win2000/XP/WIN7下工作的驱动程序和详细的应用例程，支持用户在VC++，VB以及Delphi等环境下开发自己的应用软件。 1.1.2 主要特点 PCI-5010-U接口卡的主要特点：  PC接口：PCI接口；  CAN通讯接口：DB9接口，符合CANopen标准；  CAN通道数：1通道隔离CAN接口；  CAN协议：完全符合CAN 2.0B规范，兼容CAN 2.0A，符合ISO/IS 11898；  CAN波特率：可编程任意设置，范围在5Kbps～1Mbps之间；  最高帧流量：7400帧/秒（扩展帧）；  供电方式：PCI接口供电（+5V， 300mA）；  磁耦隔离模块绝缘电压：DC 2500V；  工作温度：-25℃～+70℃；  存储温度：-40℃～+85℃；  物理尺寸：144mm ×90 mm。 1.1.3 应用案例 图8.1是基于CAN总线的仓库环境监测系统的示意图，该系统使用工业级高性能CAN接口卡PCI-5010-U实现对仓库中温度，湿度和烟雾进行监测，高效实时的数据通信，确保各项检测参数能够实时地传到监测终端，监控终端根据传回的数据对现场设备进行控制，以确保现场各项参数都在一个恒定且安全的范围内。 广州致远电子有限公司 文库资料 ©2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd. 文章源自广州致远电子有限公司，转载或引用请注明出处 2 工业通讯-CAN bus通信产品 图8.1 PCI-5010-U应用案例