基于RealView MDK的CAN總線仿真研究

0 引言

RealView MDK是ARM公司的產(chǎn)品，被全球超過10萬的嵌入式開發(fā)工程師驗證和使用，是ARM公司目前最新推出的針對各種嵌入式處理器的軟件開發(fā)工具。RealView MDK集成了業(yè)內(nèi)最領(lǐng)先的技術(shù)，包括μVision3集成開發(fā)環(huán)境與RealView編譯器。支持ARM7、ARM9和最新的Cortex-M3核處理器，自動配置啟動代碼，集成Flash燒寫模塊，強大的Simulation設(shè)備模擬、性能分析等功能。

當前多數(shù)基于ARM的開發(fā)工具都有仿真功能，但是僅僅局限于對內(nèi)核指令集的仿真。而RealView MDK的設(shè)備模擬器可以仿真整個目標硬件，包括快速指令集仿真、外部信號和I／O仿真、中斷過程仿真、片內(nèi)外圍設(shè)備仿真等。開發(fā)工程師在無硬件的情況下即可開始軟件開發(fā)和調(diào)試，使軟硬件開發(fā)同步進行，大大縮短開發(fā)周期。而一般的ARM開發(fā)工具僅提供指令集模擬器，只能支持ARM內(nèi)核模擬調(diào)試。

CAN總線即控制器局域網(wǎng)(Controller Area Net)是一種現(xiàn)場總線，主要用于各種過程檢測及控制。CAN最初是由德國BOSCH公司為汽車監(jiān)測和控制而設(shè)計的，目前CAN已逐步應用到其它工業(yè)控制中，現(xiàn)已成為ISO-11898國際標準。

1 LPC2378的CAN總線控制器說明

LPC2378是NXP公司推出的ARM7微控制器，它包含有2路獨立的CAN模塊，其CAN控制器的特點是：兼容CAN規(guī)范2．0B，多主機結(jié)構(gòu)，帶有無破壞性的位仲裁，由報文標識符(1l位或29位)確定總線訪問優(yōu)先級，可編程的傳輸速率(高達1Mb／s)，多播和廣播報文功能，數(shù)據(jù)長度從0到8字節(jié)，強大的錯誤處理能力，非歸零(NRZ)編碼／譯碼，帶有位填充。

每個CAN總線控制器包括：APB總線接口、驗收濾波器接口、向量中斷控制器接口、通用狀態(tài)寄存器接口，這些接口連接芯片內(nèi)部；還包括接口管理單元、3個發(fā)送緩沖區(qū)、2個接收緩沖器、錯誤管理邏輯單元、位時序邏輯、位流處理。芯片外部外接CAN總線收發(fā)器。CAN總線控制器控制著數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。

CAN總線發(fā)送數(shù)據(jù)的過程為：CPU通過內(nèi)部總線向CAN控制器的發(fā)送寄存器里填寫需要發(fā)的數(shù)據(jù)，然后啟動CAN控制器的發(fā)送使能，發(fā)送的數(shù)據(jù)分別經(jīng)過位流管理器(變成在總線上發(fā)送的二進制碼)、錯誤管理邏輯(負責檢測總線狀態(tài)及發(fā)送是否出現(xiàn)錯誤)及位時序邏輯(管理數(shù)據(jù)在總線上的發(fā)送時序)、CAN收發(fā)器(負責把位流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成CAN總線夠傳輸?shù)牟罘蛛娖?，這樣就完成了一幀CAN數(shù)據(jù)的發(fā)送。

CAN總線的接收與CAN數(shù)據(jù)的發(fā)送是一個相反的過程，當CAN收發(fā)器檢測到CAN總線上有數(shù)據(jù)時，CAN收發(fā)器把CAN總線上的差分信號轉(zhuǎn)換成位流數(shù)據(jù)，經(jīng)過錯誤管理器及位時序邏輯單元對位數(shù)據(jù)流和時序進行檢查，再經(jīng)過位流管理器把位流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成字節(jié)數(shù)據(jù)并存放到接收緩沖器中，當一幀數(shù)據(jù)接收完了之后則由接收緩沖器產(chǎn)生數(shù)據(jù)接收中斷(通知CPU已經(jīng)接收到一幀新數(shù)據(jù))，并將產(chǎn)生的各種狀態(tài)通過狀態(tài)寄存器的值來表示。