基于FPGA的CAN总线通信事务的现场测试系统设计

针对CAN总线网络中节点性能的测试应用,研究并设计了基于FPGA的CAN总线通信事务的现场测试系统;该系统可以针对不同属性的被测节点进行接口配置和波特率匹配,同时能够模拟CAN总线主节点,对从节点发送命令或数据,并能实时接收CAN总线上任意被测节点发送的数据。CAN测试节点采用单片机C8051F040内部集成的CAN控制器,单片机通过并行端口实现和FPGA的通信,FPGA通过USB接口实现与上位机之间的数据传输。实验表明,该系统实用性强,可靠性高,并已成功应用于某航天测试设备中。     

基于ARM的CAN总线汽车控制系统的研究

采用ARM作为汽车计算机控制系统中的主控制器并兼作网关,利用ARM的高性能和可裁减性构建高低速CAN总线通信控制网络和仪表控制,实现了全部节点之间的数据共享以及相互之间的协同工作,并可在不同节点间实现高效数据传输。     

最短路径自适应路由的路径条数及可缓冲的数据包数目

在采用最短路径自适应路由方案的片上网络中,从源节点到目的节点具有多条可能的路径,采用最短路径有助于提高片上网络的效率。片上网络每一级路由器都能缓冲一定量的数据包,从源节点到目的节点的距离越远、路径数目越多,可缓冲的数据包数目越多。处理单元(Processing Element, PE)间数据传输需要的流量控制数据包越少,数据传输的效率越高。本文提出从源节点到目的节点可缓冲数据包数目的两种计算方法,并通过计算机搜索和仿真进行了验证。研究结果有助于提升对采用最短路径自适应路由的片上网络的行为的认识,从而设计更好的PE间数据传输方案。     

基于多值逻辑的高性能片上总线设计

针对深亚微米条件下线延迟超越器件的延迟影响芯片性能的问题,提出一种新的片上总线模型和架构.采用多值逻辑传输模式实现片上模块间的通信;采用地址预置技术,提高基于四值逻辑的片上模块间的数据传输效率.ADMS仿真结果表明,相对于二值地址预置总线,在保持相同数据吞吐量时,可以使总线的数量明显减少;在保持相同总线数目时,数据吞吐量提高2倍.     

基于三维Mesh片上网络的双链路互连架构

片上网络(network on chip,NoC)作为一种全新的片上互连通信架构,面积受限,却具有丰富的线资源。而且,三维片上网络的层间互连线很短,同时提供了在第三维度上的互连扩展性。根据这些特性,该文提出了一种基于三维Mesh片上网络的双链路互连架构。在垂直方向上,该架构采用双链路互连,使其通信带宽加倍;而且,跨层连接的垂直链路降低了消息传输的路由跳数。这些都带来网络平均延时的降低和最大吞吐量的提高,却仅仅增加一些控制逻辑电路。仿真结果验证了理论分析。与传统的单链路架构相比,该架构以较小的面积开销换取了较大的性能提高。     

采用SAE J1939的CAN/LIN总线汽车内部网设计

以国产汽车为应用对象,设计以CAN总线为主、LIN总线为辅,并以当前应用最广泛的SAE J1939协议为主干协议的汽车内部通信网络,将汽车动力系统和车身控制系统的通信网络分成高速CAN网络、低速CAN网络和LIN网络三部分。选取Philips公司的P87C59等器件,设计了CAN、LIN总线节点、主控制器节点和相应的连接节点。此设计方案具有成本低、可扩展性高等特点,可作为适用于华晨、奇瑞、吉利等国产汽车内部网设计。     

一种新型片上网络及其受限组播路由算法设计

从降低节点度、减少网络链路数和缩短网络直径的角度出发，提出一种用于片上核间互连的新型互连网络——基三分层互连网络（THIN），该网络具有明显的层次性、对称性和可扩展性．深入研究了THIN的静态特性，并与2-D Mesh和Hypercube进行对比，结果表明：在网络规模不大时，THIN更适于用来构建片上核间的通信网络．THIN中节点采用一种支持分组的编码方案，基于该方案，设计了一种基于树的受限组播路由算法（TRMA），该算法设计简单、路由效率高并易于硬件实现．仿真结果表明：TRMA比基于单播的多播路由算法具有更小的网络延迟和更少的网络流量．     

层次化的片上网络设计方法

半导体技术的发展以及系统芯片应用复杂度的不断增长,使得片上互连结构的吞吐量、功耗、信号完整性、延迟以及时钟同步等问题更加复杂,出现了以片上网络为核心的通信结构。由于系统芯片结构和片上通信的固有特性,从提高通信性能和降低硬件开销的角度进行层次化片上网络的设计对系统芯片的发展具有重要意义。本文提出了层次化的片上网络设计方法,根据实现工艺和应用需求,进行层次划分,产生若干个IP子集(将这个子集称为"簇"),按照簇间的通信需求进行片上网络的设计。实验表明,采用层次化的片上网络设计方法,能够有效提高系统性能,降低硬件实现的开销,同时满足一定的服务质量要求。     

采用SAE J1939的CAN/LIN总线汽车内部网设计

以国产汽车为应用对象，设计以CAN总线为主、LIN总线为辅，并以当前应用最广泛的SAE J1959协议为主干协议的汽车内部通信网络，将汽车动力系统和车身控制系统的通信网络分成高速CAN网络、低速CAN网络和LIN网络三部分。选取Philips公司的P87C591等器件，设计了CAN、LIN总线节点、主控制器节点和相应的连接节点。此设计方案具有成本低、可扩展性高等特点，可作为适用于华晨、奇瑞、吉利等国产汽车内部网设计。     

一种面向多核处理器的2 GHz片上网络通信单元

提出了一种面向多核微处理器的2 GHz片上网络通信单元设计方案,通信单元能够在45 nm工艺下达到2 GHz的工作频率,流水线级数为2,最多支持8个双向通信接口,每个端口单向峰值带宽32 GBps.构建了一种16核处理器片上网络测试环境,测试结果表明：使用提出的通信单元构建的片上网络能够满足16核处理器存储系统对网络带宽的要求,在对访存优化的情况下,聚合带宽能够随着处理器核心与线程的增加而线性增加.另外,通信单元还具有可重用的特性,能够通过优化与扩展进一步应用于众核处理器片上网络.研究成果已成功应用于某国产16核高性能微处理器,片上网络实测频率达到2 GHz.     

数据采集系统的USB接口设计

针对一般总线的数据采集设备都受到不支持热插拔、PC端口资源有限等因素的影响,使用起来很不方便的问题,设计了采用USB(Universal Serial Bus) 作为数据采集系统的通讯总线,系统采用具有ISP(In-System Programing)功能的微控制单元P89C51RD2HBA 和专用USB接口芯片PHIUSBD12 作为硬件通讯平台,遵循USB1.1协议规范设计通讯部分程序,使用KILE C编译环境完成系统程序的设计.该设计使采集系统具有接口便捷、易扩展和低成本等特点,经测试,该系统采样速率可以达到136 kbit/s.     

基于FPGA面向多媒体处理的MPSoC

针对嵌入式单核处理器处理速度慢及主频提升受限等问题,提出了嵌入式双核处理器(two-cores embedded processor,TEP)模型.针对处理器运行时对存储器的依赖和分配问题,提出了基于非统一存储结构模拟分布式存储结构的方案;针对多核间对共享数据存储器的访存问题,给出了从属单元的仲裁机制,实现了共享资源的访问;针对面向多媒体应用的多核处理器间传输数据量大及通讯开销高的问题,提出了基于消息数据分离的传输方案.系统在FPGA平台进行了实现和验证,测试结果表明,TEP系统以较少的资源消耗和通讯开销获得了大加速比的性能.     

基于数据重传的电压岛NoC能量优化

在支持电压岛的片上网络体系结构中,考虑供应电压对数据重传的影响,提出了一种新的能耗模型,并提出了基于电压岛划分、IP核映射和路由算法设计的架构方法.该方法针对电压岛划分、IP核映射和路由算法设计等问题,不仅考虑了IP核的计算能耗,还考虑了IP核之间数据在重传下的数据通信能耗问题.实验结果表明,在考虑数据重传的情况下,该设计方法能有效地降低系统能耗.     

可靠性感知的片上网络链路管理策略

在保证片上网络通信性能和可靠性的条件下,根据应用的通信可预测特性和容错需求,提出了可靠性感知的片上网络链路关闭策略,设计了对应的路由算法.同时,以典型的多媒体应用VOPD为例,与无链路管理配置的Mesh结构加以对比,以验证面向应用可靠性感知的片上网络链路管理策略的有效性和可行性.结果表明,所提出的可靠性感知的片上网络链路管理策略不仅可以充分发挥部分定制的优势,而且可以关闭选择的链路和对应的端口时钟,从而节省了片上网络的功耗开销,并获得30%的综合指标收益.     

Mapping of Irregular IP onto NoC Architecture with Optimal Energy Consumption

Network on chip (NoC) architectures have been proposed to resolve complex on-chip communication problems. An NoC-based mapping algorithm is shown in this paper. It can map irregular intellectual properties (IPs) cores onto regular tile 2-D mesh NoC architectures. The basic idea is to decompose a large IP into several dummy IPs or integrate several small IPs into one dummy IP, such that each dummy IP can fit into a single tile. It can also allocate buffer space according to the input/output degree and avoid connection congestion by adapting communication density. Experimental data indicate that using the algorithm proposed in this paper, the communication energy can be reduced about 7%.     

基于MCU的RFID卡数据显示终端的研究

为解决传统 RFID(Radio Frequency Identification)卡的读写稳定性不高及信息显示不方便的问题, 针对频率为 13. 56 MHz 的 RFID 卡, 在读写芯片 MFRC500 及 STC89C52 单片机的基础上, 深入研究了非接触式 IC 卡的读写模式及显示终端。 采用双机通信的模式, 主机利用矩阵键盘给从机发送读写卡信号并将读取的信息显示在 LCD12864 液晶显示屏上。 从机将接收的数据经过处理后通过 MFRC500 写入 IC 卡中并将 MFRC500 读取的数据发送给主机。 设计了相应的硬件电路及固件程序, 并试验了大量不同功能的 RFID 卡。 实验结果表明,该系统能稳定准确的对卡进行读写。     

同位素制备单片微机检测和控制系统

本文介绍了以8031单片微机为核心而组成的“同位素制备单片微机检测和控制系统”的硬件结构和软件的编制。 该系统由主机和两个分机组成。主机有键入、显示、打印、通讯、数据处理、时钟设定等功能;分机1具有八路八位A/D转换、一路八位D/A转换、三十路并行I/O口等检测、控制功能;分机2具有串行通讯、显示、打印等功能。     

面向传输延时的片上网络缓冲区分配算法

针对优化片上网络数据包传输延时的问题,提出了一种在缓冲资源限制条件下的缓冲区分配算法.该算法在建立二维网格结构的片上网络通信模型的基础上,依据各节点之间的通信流量,估算出节点中各输入通道的负载大小,再根据其负载情况采用模拟退火算法实现缓冲区资源的分配.实验结果表明,该算法可以更加合理地分配缓冲区资源,有效降低数据的传输...     

海底电缆铺设系统中监控软件及通讯系统的设计研究

介绍了微机实时监控系统中主机与多台可编程控制器间一种可靠的数据方案,讨论了其通讯接口、通讯格格式和通讯软件,并设计了实时监控软件,该系统具有结构简单,调试方便、工作可靠等优点,已在现场成功应用。