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基于SmartFusion2的星载CAN总线设计与实现
基于SmartFusion2的星载CAN总线设计与实现
摘要：
随着卫星技术的快速发展，星载总线的设计与实现变得越来越重要。CAN（ControllerAreaNetwork）总线作为一种可靠且高效的通信协议，在星载通信系统中广泛应用。本论文以SmartFusion2为基础，介绍了基于SmartFusion2的星载CAN总线的设计与实现。通过硬件设计、软件编程和测试验证等步骤，实现了一个完整的星载CAN总线系统，并验证了其可靠性和性能。
1.引言
随着卫星技术的迅猛发展，星载通信系统的设计与实现变得越来越复杂。作为卫星内部各子系统之间的通信手段，总线的设计与实现对于卫星的正常运行至关重要。CAN总线作为一种可靠且高效的通信协议，在卫星领域得到了广泛应用。本论文将以SmartFusion2为基础，设计与实现一个星载CAN总线系统，并验证其可靠性和性能。
2.CAN总线协议概述
CAN总线是一种基于广播的实时通信协议，具有以下特点：高可靠性、抗干扰性强、时延低、传输速率高等。CAN总线可以实现多个设备之间的分布式通信，并支持多主机的并行操作。CAN总线采用了差分信号的物理层结构，能够有效地抵御电磁干扰。
3.SmartFusion2的硬件设计
SmartFusion2是一款集成了FPGA和ARMCortex-M3处理器的器件。其硬件设计需要考虑到CAN总线的物理层连接、电源供应、信号调整等。本文中，我们将使用SmartFusion2的GPIO引脚作为CAN总线的物理层连接，并采用适当的外部电源供应电路来满足CAN总线的工作电压要求。
4.SmartFusion2的软件设计
SmartFusion2提供了丰富的软件开发工具和库函数，可用于CAN总线的软件设计。在本论文中，我们将使用SmartFusion2的软件开发工具来设计与实现星载CAN总线的驱动程序。驱动程序将包括CAN总线的初始化、消息的发送和接收等功能。
5.系统实现与测试验证
在硬件设计和软件编程完成后，需要对星载CAN总线系统进行实现和测试验证。通过连接至少两个SmartFusion2芯片，并设置一个为CAN总线的主机，另一个为从机，可以验证CAN总线的通信能力和稳定性。我们还可以通过发送和接收消息的测试来验证系统的可靠性和性能。
6.结果与讨论
通过实现和测试验证，我们可以得到星载CAN总线系统的性能参数，并与设计要求进行对比。在测试过程中，我们可以测量CAN总线的通信速率、延迟、抗干扰性等。根据测试结果，我们可以评估系统的可靠性，并提出改进的建议。
7.结论
本论文基于SmartFusion2，设计与实现了一个星载CAN总线系统。通过硬件设计、软件编程和测试验证等步骤，我们验证了该系统的可靠性和性能，并得到了相关参数。未来，可以进一步优化硬件设计和软件编程，提高星载CAN总线系统的性能和稳定性。
参考文献：
1.邓洋洋,张晓敏,鲍永亮.基于SmartFusion2的CAN平台设计与实现[J].电子学报,2015,43(6):1316-1321.
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3.刘晶.SmartFusion2介绍与应用[M].北京:科学技术文献出版社,2014.