CN103135488B - 基于FlexRay的车载综合开发平台 - Google Patents

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黄运生
吴国良
段鑫
孙雨
张欣
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Abstract

本发明公开了一种基于FlexRay的车载综合开发平台,其包括电源输入电路、GPS全球定位系统、GPRS无线数据传输电路、DSP核心控制器和FPGA电路,所述电源输入电路分别与DSP核心控制器、FPGA电路连接,所述GPS全球定位系统、GPRS无线数据传输电路与DSP核心控制器连接,所述DSP核心控制器连接有Norflash存储器、串口通信接口、CAN通信接口、FlexRay通信接口、USB通信接口和外部中断输入接口,DSP核心控制器与FPGA电路连接,所述FPGA电路连接有H桥输出接口、模拟量输入电路、频率采集电路、数字量输入电路以及PWM/数字量输出电路。本发明具有结构简单、成本低、安全可靠的优点。

Description

基于FlexRay的车载综合开发平台
技术领域
本发明涉及一种车载综合开发平台,特别涉及一种基于FlexRay的车载综合开发平台。
背景技术
Flexray总线是基于新一代线控技术(X-by-Wire)要求而产生的总线协议,它是一种基于时间触发的总线,但同时也支持事件触发的总线;具有双通道冗余结构;具有硬件自同步机制,符合实时系统的需求;总线利用率高,一帧可传输254字节数据;传输速度高达20Mbps。
Flexray总线的出现,有效的突破了CAN网络的局限,是将来总线的发展趋势。
随着科学的进步,社会的发展,民用工程机械车辆或军用装甲车辆等要求其具备的功能越来越复杂,而且车辆的差异性也很大,有时候为了某些小的改动不得不重新让开发商去开发,同时还存在某些对外保密,不能让开发商知道的内容,而自己开发又要很长周期或技术达不到,另外随着车辆功能的复杂化,CAN总线已表现出了它的很多缺陷,主要表现如下:
网络中节点缺少同步机制,消息的调度不可管理与预测,不适合于实时系统的需要;
网络资源利用率低,很难在有大数据量交换要求的应用中取得优势;
容错功能无法满足下一代线控系统应用所需。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供一种成本低、周期短、安全可靠的基于FlexRay的车载综合开发平台。
本发明解决上述问题的技术方案是:一种基于FlexRay的车载综合开发平台,其包括DSP核心控制器和FPGA电路,所述DSP核心控制器连接有Norflash存储器、串口通信接口、CAN通信接口、FlexRay通信接口、USB通信接口和外部中断输入接口,DSP核心控制器与FPGA电路连接,所述FPGA电路连接有H桥输出接口、模拟量输入电路、频率采集电路、数字量输入电路以及PWM/数字量输出电路,还包括GPS全球定位系统和GPRS无线数据传输电路,所述GPS全球定位系统、GPRS无线数据传输电路与DSP核心控制器连接。
上述基于FlexRay的车载综合开发平台还包括电源输入电路,所述电源输入电路分别与DSP核心控制器、FPGA电路连接。
本发明的有益效果在于:
1、本发明具有FlexRay总线功能,使得用户可以真正的实现线控技术,节约系统成品的同时,也加强的系统的稳定性,大大缩减了开发周期,保证了产品的先进性;
2、本发明采用可二次开发的方式,用户的各种保密内容可以得到有效的保证,不会产生泄密的问题;
3、本发明具有GPS全球定位系统、GPRS无线通信模块,可以实现远程监控功能。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示,本发明包括电源输入电路、GPS全球定位系统、GPRS无线数据传输电路、DSP核心控制器和FPGA电路,所述电源输入电路分别与DSP核心控制器、FPGA电路连接,所述GPS全球定位系统、GPRS无线数据传输电路与DSP核心控制器连接,所述DSP核心控制器连接有Norflash存储器、串口通信接口、CAN通信接口、FlexRay通信接口、USB通信接口和外部中断输入接口,DSP核心控制器与FPGA电路连接,所述FPGA电路连接有H桥输出接口、模拟量输入电路、频率采集电路、数字量输入电路以及PWM/数字量输出电路。
DSP核心控制器的主控芯片采用TMS320F28335,这款芯片是TI推出的具有浮点运算功能的32位处理器,主频最高达到150MHz,指令周期6.67ns,在进行快速傅里叶变换等高级算法上做了专门的改进,性能有很大的提升。
FPGA电路的芯片采用了Altera公司的EP2C5,该芯片支持NiosⅡ嵌入式处理器,用户可以像使用单片机一样用C语言来开发。数字量输入电路、模拟量输入电路(可软件配置采集信号类型)、频率采集电路、H桥输出接口、PWM/数字量输出电路(可软件配置)等内容均由此FPGA来实现,采用这种方式的好处在于,FPGA的处理速度高,响应速度快,精度更高,而且可以大大降低DSP的CPU开销,从而使DSP可以更多的去关注算法的实现,
Norflash存储器的容量为2Mbit,16位数据总线,可以实现快速的数据读写,用户可以将过程处理数据存贮在Norflash存储器中,通过其他接口读出,从而得到过程数据。
外部中断接口:用户可自行配置来处理紧急事务,响应速度100ns。
FlexRay高速通信通道:传输速率最高可达10Mbit/s,每帧数据字节最多可以达到254字节,有多达60个静态时隙和22个动态时隙共用户使用。FlexRay总线的加入,使得用户对高速可靠的数据通信成为可能。
USB通信接口:USB可以配置为主机模式,也可以配置为设备模式,最高速度可达1.5Mbit/s。
CAN通信接口:最高速率可达1Mbit/s,支持CANopen协议,方便与第三方CANopen设备对接。
串口通信接口:包括RS422/RS232/RS485串口通信接口,用户通过可选择其中一种方式,实现对外的串口通信。
系统具有GPS全球定位模块和GPRS无线模块,用户在获取设备的GPS信息及其他信息然后通过GPRS无线模块传输到远程终端,实现对设备的远程监管,也可以远程实现对设备的升级。
数字量输入电路均分3组,通过3个公共端外接高/低电平配置为低/高电平输入,光电耦合隔离,输入响应时间约10ms,输入OFF电流小于100μA,输入阻抗5.6K,内部自带防抖动电路。
模拟量输入电路均可软件配置为5V电压型、34.5V电压型、20mA电流型、1KΩ电阻型、100Ω电阻型五种类型的任一种输入类型,分辨率12位,精度1%,光电耦合隔离,系统循环转换时间约3.8ms。
频率采集电路可采集0~10kHz的标准矩形脉冲,正弦波,脉动波,三角波等多种信号,输入信号Vpp范围4~50V,两路一组可检测相位。
PWM/数字量输出电路可软件配置为PWM/数字量输出,全部带开路短路自诊断,输出频率可达2KHz,光电耦合隔离,输出响应时间小于10ms,导通电阻小于100mΩ,额定负载1.5A,额定工作电压24V,最大负载3A/点和10A/8点。
H桥输出接口输出频率可达2KHz,光电耦合隔离,输出响应时间小于10ms,导通电阻小于100mΩ,额定负载1.5A,额定工作电压24V,最大负载3A。

Claims (2)

1.一种基于FlexRay的车载综合开发平台,其特征在于:包括DSP核心控制器和FPGA电路,所述DSP核心控制器连接有Norflash存储器、串口通信接口、CAN通信接口、FlexRay通信接口、USB通信接口和外部中断输入接口,DSP核心控制器与FPGA电路连接,所述FPGA电路连接有H桥输出接口、模拟量输入电路、频率采集电路、数字量输入电路以及PWM/数字量输出电路,还包括GPS全球定位系统和GPRS无线数据传输电路,所述GPS全球定位系统、GPRS无线数据传输电路与DSP核心控制器连接。
2.如权利要求1所述的基于FlexRay的车载综合开发平台,其特征在于:还包括电源输入电路,所述电源输入电路分别与DSP核心控制器、FPGA电路连接。
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