基于PCI总线的CAN卡的设计与实现.doc

【基于PCI总线的CAN卡的设计与实现】 CAN（Controller Area Network）控制器局域网络是一种高性能、高可靠性的现场总线技术，广泛应用于汽车、工业控制、机器人、医疗器械和传感器等领域。为了拓展CAN总线的功能并使其能与计算机进行交互，设计基于PCI总线的CAN卡成为一种理想的选择。PCI总线是由Intel公司开发的高性能32/64位局部总线，具备高数据吞吐量（在33MHz频率下，32位传输峰值可达132MB/s）和多设备支持能力，不受处理器限制，是当前主流的计算机总线标准。 传统的CAN卡常基于ISA总线，但ISA总线传输速率较低，无法满足CAN的高速需求，导致设计复杂、成本高、体积大、传输速率低。相比之下，PCI总线的高速传输能力、热插拔及电源管理功能使其更适合CAN总线的应用，具有高性能、小体积、低成本和广泛适用性。 CAN卡的设计主要包括硬件和软件两部分。硬件设计中，PCI总线的特性要求严格，实现PCI接口通常有两种方式：使用可编程逻辑器件（如CPLD或FPGA）或专用总线接口芯片。前者灵活性高但设计难度大，需要处理复杂的时序和逻辑验证；后者虽然不够灵活，但能降低设计难度，缩短开发时间，且成本低、通用性强，许多供应商提供配套开发工具。 在选择PCI接口芯片时，通常会考虑芯片的功能、价格、开发难度和供应商支持。PLX、AMCC、Cypress等公司的产品提供了多种选择。例如，PLX的PCI9052是一款适合从模式的低成本接口芯片，支持8/16/32位局部总线，适用于无需DMA功能的简单数据传输需求。在设计中，通常会根据实际需求和资源来决定采用何种芯片。 软件设计方面，主要包括驱动程序开发和CAN卡的固件设计。驱动程序需与操作系统兼容，确保数据在PCI总线和CAN总线之间正确、高效地传输。固件则负责CAN卡的逻辑控制和协议处理，确保与CAN网络的通信符合CAN协议标准。 基于PCI总线的CAN卡设计旨在提供一个高效、可靠的桥梁，连接CAN总线和计算机系统，实现数据的实时收发和系统监控。在选择合适的硬件和软件设计方案时，需综合考虑性能、成本、开发难度和时间等因素，以确保最终产品的稳定性和实用性。