利用FPGA实现低成本汽车多总线桥接

文章摘要：同一时间始终只有一个从属任务接收并过滤标识符，该从属任务负责发送消息响应。响应包括两个、四个或八个数据字节以及一个校验字节。消息头及响应部分构成一个消息帧。时钟同步、UART通信的简单性以及使用单线介质是LIN高成本效率的主要原因。实现低成本、低速度的LIN需要的FPGA资源不多——大约只需要500个LUT和42个I/O。因此，低成本FPGA器件非常适于实现LIN标准，同时还提供了与微处理器或微控制器接口的灵活性。MOST技术提供了一种连接简单多媒体设备的低资源消耗、低成本网络接口。MOST既可支持低智能设备，也可支持需要高级控制和多媒体功能的基于DSP的复杂设备。其设计原理使总体汽车通信系统

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　　同一时间始终只有一个从属任务接收并过滤标识符，该从属任务负责发送消息响应。响应包括两个、四个或八个数据字节以及一个校验字节。消息头及响应部分构成一个消息帧。

　　时钟同步、UART通信的简单性以及使用单线介质是LIN高成本效率的主要原因。实现低成本、低速度的LIN需要的FPGA资源不多——大约只需要500个LUT和42个I/O。因此，低成本FPGA器件非常适于实现LIN标准，同时还提供了与微处理器或微控制器接口的灵活性。

　　MOST技术提供了一种连接简单多媒体设备的低资源消耗、低成本网络接口。MOST既可支持低智能设备，也可支持需要高级控制和多媒体功能的基于DSP的复杂设备。其设计原理使总体汽车通信系统的灵活性达到最大。在同层次上来看，MOST是一种基于同步数据通信的通用高性能低成本的多媒体光纤网络技术。对于汽车中的模拟音频网关、模拟视频接口、数字视频显示接口、导航和通信等多媒体应用，MOST非常理想。MOST标准有多个不同的层，如物理层(PHY)、数据收发链路层、传输层、会话层以及其它层，可以支持从数Kbps至24.8 Mbps的广泛应用。

　　MOST是一种同步网络。时钟由一个定时主控器提供，所有其它设备操作都同步到这一时钟。这一技术避免了采用缓冲和采样速率转换，因此可以连接非常简单和便宜的设备。其实质类似于交换式电话网络。MOST技术定义了数据通道和控制通道。控制通道用来确定发送方和接收方使用的是哪个数据通道。连接一旦建立，数据可连续传输，不需要处理额外的数据包信息。对于流式数据传输来说，这是一种最优的机制。

　　MOST网络的主要优点包括：易用、实现成本低、适用范围广、可提供同步和异步带宽、灵活性大并且符合消费和个人计算机行业的要求。

　　降低成本

　　利用FPGA内在的灵活性和可重编程能力，可以在单个平台上实现不同汽车总线标准与微处理器或微控制器接口的桥接，从而大大简化了桥接工作，并使汽车生产商能够利用同一FPGA器件满足不同级别汽车(从经济型到豪华型)对电子单元的不同要求。这样即简化了库存管理又可提供批量价格优惠，从而进一步降低开发、生产、服务和物流方面的成本。

　　FPGA所带来的成本节约优势还一直延续到汽车的整个生命周期过程中。通过重新编程或重新配置，FPGA不需要支付额外的工程成本(采用ASIC时这是不可避免的)即可满足升级要求。进一步，一些FPGA制造商还提供封装兼容情况下的密度升级能力，即在原来的PCB设计不变的情况下提供更多的逻辑容量，从而在系统要求剧烈变化时延长电子平台的寿命。

　　这些能力和优点不仅使FPGA器件对于设计人员更具吸引力，同时还允许他们更为自由地选择微处理器或微控制器。在设计中使用FPGA，设计人员就可根据需要选择成本优化的微处理器或微控制器，或者选择功能更丰富的产品。这一灵活性可直接降低汽车电子组件的总体解决方案成本。

　　LatticeECP和LatticeEC FPGA器件还提供了一项独特的成本节约特性，支持标准SPI存储器配置。传统上，基于SRAM的FPGA需要使用FPGA供应商提供的价格较高的专用非易失性boot PROM。这些PROM在整个FPGA解决方案成本中占了35%以上。与此对比，低成本业界标准的SPI存储器对于大批量应用非常理想。SPI存储器配置时间快、成本低并且占用的PCB空间更小。

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