ComputerMeasurement&Control•2652•文章编号：1671-4598(2010)1卜265204中图分类号:TP336文献标识码：A基于FPGA的ARM与CAN控制器的接口设计与实现贾建峰，崔培玲(北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室，北京100191)摘要：卫星姿轨控系统CAN总线的设计与实现是基于CAN总线的卫星控制系统实现的关键技术Z-;本文分析了ARM处理器AT91RM9200和CAN控制器SJA1000的接口信号及时序,设计了基于现场可编程门阵列FPGA的ARM处理器与CAN控制器之间的接口电路,并给出7详细的软硬件实现方法,最后，在卫星姿轨控下位机原理样机中实现了该接口方案；测试结果表明，该接口能够实现CAN总线在不同波特率下的通信，性能可推，扩展性强满足了姿轨控计算机两路CAN总线冗余备份的要求为贯它系列处理器外扩地址数据线复用接口提供了参考。关键词：ARM；CAN总线；FPGA；接口DesignandRealizationoftheInterfacebetweenARMandCANControllerBasedonFPGAJiaJianfeng,CuiPeiling(NovelInertialInstruni«itandNavigationSystemTechnolog)rKeyLaboratoryofFundamentalScienceforNatioIUI1Defense,S(hoolofInstrumentScienceandOpto-ElectronicEiigineering,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100191,China)Abstract:DesignandrealizationoftheCANbusintheaHitudeandorbitcontrolsystemofasatelliteisoneofthekeytechnologiesintheCAN—bus-basedconIrolsystemofthesatellite.InthispapertheinterfacesignalsandthetimesequencesabouttheARMprocessorofAT91RM9200andtheCAN<x)ntrollerofSJ.41000areanalyze止theinterfacecircuitbetweenARMprocx^ssorandCA.N<x)ntrollerbasedonfieldprogrammablegatearray(FPGA)isdesigned,andthedetailedrealizalioninethodsofsoftwareandhardwarearegiven・Intheend,thisdesignisusedinthesatelliieprototypehardwareplatformofIhealliludeail(IorbitconIrolsystem・ExperimenlalresultssbowillaltheinterfaceworksstablyindifferentbaudrateoftheCANbus.Ilisrelial)leandexpandableintheaspectofmeetingtheattitudeandorbitcontrolcomputerrequirementsoftwo-wayCANbusf<)rredundancyan<lwillprovideareferenceindealingwithasimilarproblem.Keywords:ARM;CANbus;FPGA;Interfax?0引言CAN(ControllerAreaNetwork,控制器局域网)总线是一个多主机异步小行总线，已被公认为是最有前途的现场总线Z-1*'O由于其采用了简单的逋信协议、超强的错误检测手段和优先级仲裁等技术，使得CAN总线具有抗干扰性强、传输速率高和可靠性高的特点，在小卫星和微小卫星中得到了越來越广泛的应用。英国Surrey大学卫星技术公司已使用CAN总线作为多颗小卫星总线，并且取得了E行成功口。我国发射的航天“消华--号'和“纳星一号'等多颗小卫星也都采用了主从两套CAN总线作为星上数据总线小。tl前应用较多的CAN控制器是Philips公司的SJA1(X)0芯片。收稿日期：20100927；修回日期：20100507。基金项目：国家口然科学慕金(60704010);国家863重点项H(2008AA12八200)。作者简介:贾建峰(1977),男，山西翼城人，硕士研究生，主要从事微小卫星姿轨控下位机方向研究。崔培玲(1975-),女,河南巩义人,副教授，硕士生导师,主要从事微小卫星姿轨控等方向的研究。中华测控网由丁-特殊的应用坏境，微小卫星姿轨控CPU主耍考虑性能功耗等技术指标，ARM(AdvaneedRISCMacliines)嵌入式微处理器是高性能、低功耗RISC芯片冋，能够满足姿轨控CPU的要求。从成功在轨运行的微小卫星可以看Ml,ARM芯片经过抗辐照、高低温等处理后，可以用于空间飞行器。如2000年成功发射的英国萨瑞大学纳米卫星SNAP1,该星上处理器采用的就是主频220MHz,32位StrongARMRISC处理器SA110015!oFPGA(FieldProgrammableGateArray,现场可编程门阵列)经过二I•多年的发展，集成度越来越高，功能也H渐强大，从电了设计的外围器件逐渐演变为数字系统的核心，在航空航天等诸多领域有若广泛的应用2。FPGA具有非常丰鬲的触发器、存储器资源以及I/O资源，利丿U这些资源可以将其配置成各种控制逻...