基于DSP和FPGA的CANFD通信实现

杨 波，韩 杰，孙乐羊

（北京航天时代光电科技有限公司，北京 100094）

0 引言

控制器局域网（Controller Area Network，CAN）为德国Bosch公司20世纪80年代开发的一种串行数据通信协议，最初是为了解决汽车中大量控制与测试仪器之间的数据交换，由于其接口通信简单实用、成本合理，已在各个工业领域得到广泛应用，成为国际上应用最广泛的开放式现场总线之一。

但是随着工业水平的提高，控制系统越来越复杂，对数据传输速率、数据吞吐量及通信可靠性提出了更高的要求。传统的CAN总线通信已经不能满足市场需求，CAN总线的升级总线——波特率可变控制器局域网（CAN with Flexible Data⁃rate，CANFD）应运而生。从2012年第十三届ICC大会上Bosch公司发布CANFD协议，到2015年提交国际标准化ISO11898系列，CANFD技术正在飞速发展［1］。

CAN总线通信的最高传输速率为1Mbps，实际可实现速率只能达到 500kbps［2⁃3］。 CANFD 继承了CAN总线的绝大多数特性，如双绞线串行通信协议、仲裁技术、纠错机制等，但在总线带宽和可传送数据长度方面进行了改善，并通过改变帧结构和提高位速率成功的将数据传输速率提高到了5Mbps，实现了速度与稳定的两者兼得。目前在车载通信领域，CANFD已逐渐取代CAN总线，成为主流总线通信之一［4⁃7］。但车载领域的CANFD总线通信多采用单片机控制以达到节省成本、实现简单的目的，不能应用于对可靠性能和抗干扰能力要求更高的无人机等武器领域中。

CANFD控制器 MCP2517芯片为 SPI通信方式，支持SPI通信的微处理器有很多，如单片机、数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）等，本文提出采用DSP+现场可编程门阵列（Field Pro⁃grammable Gate Array，FPGA）来实现CANFD通信。……