LPC2294是PHILIPS公司推出的一款功能強(qiáng)大、超低功耗且具有ARM7TDMI內(nèi)核的32位微控制器。它具有豐富的片上資源，完全可以滿足一般的工業(yè)控制需要，同時(shí)還可以減少系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　CAN(“Controller Area Network”)總線控制器局域網(wǎng)是一種能有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。CAN總線以其高性能、高可靠性、廉價(jià)等特性，越來越受到人們的重視和青睞。為了有效的管理工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的CAN節(jié)點(diǎn)，充分發(fā)揮CAN總線的性能，通信卡的設(shè)計(jì)與研究十分必要。但目前市場(chǎng)上類似產(chǎn)品存在著兩點(diǎn)不足。

　　首先是一般工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中可能擁有不止1條CAN總線，而目前設(shè)計(jì)的通信卡上的CAN的接口太少，因而會(huì)給設(shè)備的集中管理帶來困難。

　　二是目前兩條CAN網(wǎng)段問的通信主要通過一對(duì)一CAN總線網(wǎng)橋來實(shí)現(xiàn)，但這種方式解決不了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中同時(shí)在幾條CAN網(wǎng)段問傳輸數(shù)據(jù)的需求，也容易導(dǎo)致組網(wǎng)混亂。

　　為此，本設(shè)計(jì)選用的ARM控制器LPC2294內(nèi)部集成有四路CAN控制器，完全符合CAN規(guī)范CAN2.0B標(biāo)準(zhǔn)和ISO11989-1標(biāo)準(zhǔn)。全局驗(yàn)收過濾器可識(shí)別幾乎所有總線的11位和29位Rx標(biāo)識(shí)符。作為本設(shè)計(jì)的核心部件，LPC2294的使用能夠很好地解決上述2個(gè)問題，它不僅能擔(dān)起主控制器的工作，同時(shí)還可作為CAN網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸控制器，來與網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

　　1 硬件設(shè)計(jì)方案

　　目前計(jì)算機(jī)的發(fā)展，除了少數(shù)專門的工控機(jī)還在使用ISA總線以外，PC機(jī)上使用最為普遍的就是PCI總線了。PCI總線是Intel公司推出的一種高性能32／64位PC機(jī)局部總線，可能同時(shí)支持多組外圍沒備而不受制于處理器，其數(shù)據(jù)吞吐量很大(33 MHz總線頻率、32位傳輸時(shí)，其峰值可高達(dá)132 MB／s)，PCI總線依靠其優(yōu)越的性能必將取代ISA總線。因此，本文基于PCI總線來設(shè)計(jì)一個(gè)帶有4個(gè)CAN總線網(wǎng)段的智能通信卡。圖1是該通信卡的整體硬件結(jié)構(gòu)圖。

1.1 PCI總線接口的實(shí)現(xiàn)

　　PCI總線具有非常嚴(yán)格的規(guī)范，也具有良好的兼容性。但是PCI總線協(xié)議也比較復(fù)雜。本設(shè)計(jì)選用專用的PCI總線接口芯片PCI9030來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)的PCI總線接口。PCI9030是PLX公司開發(fā)的低價(jià)格PCI總線從模式接口芯片。該芯片功耗低，符合PCI2.2規(guī)范，用戶設(shè)計(jì)時(shí)只需考慮局部總線一側(cè)的邏輯控制電路和用于配置的外部EEP-ROM，而不必考慮PCI協(xié)議的具體實(shí)現(xiàn)方法，這樣就大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)難度，縮短了開發(fā)周期。

　　PCI9030要求有一塊EEPROM作為初始化存儲(chǔ)器。在系統(tǒng)加載時(shí)，PCI9030先從該EEPROM中加載初始數(shù)據(jù)，進(jìn)行初始設(shè)置，因此，EEP-ROM中的信息是否正確決定了PCI卡的加載和運(yùn)行是否正常。本設(shè)計(jì)選用ST93CS56作為PCI9030的初始化存儲(chǔ)器，其結(jié)構(gòu)方案如圖2所示。

1.2 CAN總線接口的實(shí)現(xiàn)

　　該通信卡中CAN總線接口部分實(shí)現(xiàn)有以下兩種常用的方法：

　　(1) 獨(dú)立CAN總線控制芯片實(shí)現(xiàn)

　　即采用飛利浦公司的SJA1000獨(dú)立CAN控制器來實(shí)現(xiàn)CAN協(xié)議。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的功能，靈活性也不錯(cuò)，但由于它是獨(dú)立的控制器，設(shè)計(jì)通信卡擁有4個(gè)CAN網(wǎng)段就需要4片SJA1000，這樣會(huì)造成資源冗余，系統(tǒng)會(huì)比較龐大，而且穩(wěn)定性也會(huì)受影響，設(shè)計(jì)難度也較大。