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基于ZYNQ的CANFD-FlexRay汽车网关设计
| 论文题名： | 基于ZYNQ的CANFD-FlexRay汽车网关设计 |
| 关键词： | 汽车网关;电路设计;实时缓存 |
| 摘要： | 随着新能源汽车、无人驾驶汽车的问世，汽车网关已逐渐成为汽车车载网络数据交互、协议转换、功能安全等需求的核心枢纽。未来汽车对汽车网关的可靠性、实时性和通用性等方面提出了更高的要求，目前以单核控制器为核心的汽车网关极大限制了网关性能的提升，因此设计一款可靠性高、实时性强、便于二次开发的多总线汽车网关，对于汽车车载网络的研究和发展具有重要的意义。 本文根据对汽车总线和汽车网关主控制器架构的分析和研究，制定了总体方案。本设计选用内部集成ARM和FPGA的异构多核SoC芯片ZYNQ7020作为主控制器；围绕ZYNQ7020主控制器进行了电源、时钟、DDR3存储器电路、以太网电路、串口电路、JTAG调试接口电路、CANFD和FlexRay总线驱动电路设计；在ZYNQ7020的ARM端实现了CANFD和FlexRay汽车总线的协议转换；基于ZYNQ7020内部集成的AXI总线，利用FPGA逻辑资源进行了汽车总线逻辑电路设计。本设计完成了汽车总线的数据采集功能，实现了总线数据的实时缓存，降低了ARM和FPGA双核的汽车总线数据通信延迟，提高了汽车网关数据传输的可靠性和实时性。 最后，通过搭建的实验测试环境对本汽车网关板卡进行仿真和调试，对系统在不同时钟频率下数据传输的可靠性和实时性进行测试和分析。测试结果表明，在50MHz~100MHz的时钟驱动频率下，本汽车网关系统的数据传输准确率在95%以上，数据转换速率最高可达到6.4Mbps，满足汽车网关预期设计性能需求。 |
| 作者： | 史雁辉 |
| 专业： | 电子信息 |
| 导师： | 刘赫 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨理工大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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