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          基于FlexRay協(xié)議的媒體接入控制的設(shè)計

          作者: 時間:2014-01-07 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            本文提出的基于內(nèi)存的方式實現(xiàn)控制功能的思路如下:首先從內(nèi)存中讀取所需要的配置信息,主要有g(shù)dstaticSloc、 gNumberOfMinislots、gdSymbolWindow、gdActionPointOffset、 gdMinislotActionPointOffset。當(dāng)接收到時鐘產(chǎn)生模塊提供的周期開始信號時,控制模塊根據(jù)gdstaticSloc實現(xiàn)周期中的靜態(tài)段。靜態(tài)段使用靜態(tài)槽實現(xiàn)TDMA,以協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的傳輸。在每個通道,通信控制器上設(shè)置一個槽計數(shù)器(vslotcounter),統(tǒng)計靜態(tài)槽的個數(shù)。當(dāng)時鐘周期開始的時候,設(shè)置槽計數(shù)器的值為1;當(dāng)槽結(jié)束的時候,槽計數(shù)器的值加1。對于一個具體的簇,靜態(tài)槽的總數(shù)是一定的,由參數(shù) gNumberOfStaticSlots確定。對于每個靜態(tài)槽,F(xiàn)lexRay通信控制器根據(jù)用戶的配置和MAC模塊當(dāng)前的操作模式?jīng)Q定是否為編解碼模塊提供數(shù)據(jù)。

            根據(jù)gNumberOfMinislots,該模塊實現(xiàn)周期中的動態(tài)段。動態(tài)段使用動態(tài)槽實現(xiàn)事件觸發(fā)的媒體接入方法,以協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的發(fā)送。通信控制器在每個通道上設(shè)置一個動態(tài)槽計數(shù)器,統(tǒng)計動態(tài)槽的個數(shù)。每個動態(tài)槽根據(jù)zMinislot來計數(shù),當(dāng)有數(shù)據(jù)傳送時,動態(tài)槽可能占用多個zMinislot;當(dāng)沒有數(shù)據(jù)傳送時,動態(tài)槽占用一個zMinislot。所以動態(tài)槽的大小是根據(jù)是否有數(shù)據(jù)發(fā)送決定的。對于一個具體的簇,zMinislot的總數(shù)是一定的,由參數(shù)gNumberOfMinislots確定;最后它根據(jù)gdSymbolWindow實現(xiàn)周期中的符號窗口。最后一個周期中剩下的時間就是網(wǎng)絡(luò)空閑段。

            具體處理流程如圖3所示。

             圖3 處理流程

            圖3 處理流程

            2 設(shè)計驗證

            確保設(shè)計正確性的關(guān)鍵是設(shè)計驗證,主要通過邏輯功能仿真。邏輯功能仿真是在不考慮信號延遲的情況下對設(shè)計的邏輯功能進行驗證。驗證過程是:首先編寫好設(shè)計的HDL代碼;然后編寫對應(yīng)的TestBench,對設(shè)計進行關(guān)鍵性的驗證;最后利用仿真軟件ModelSim進行模擬,查看波形或者輸出,若發(fā)現(xiàn)錯誤則查找錯誤原因、修改代碼或者測試文件,直到符合設(shè)計要求。

            設(shè)計驗證的首要工作是根據(jù)FlexRay協(xié)議設(shè)定具體的參數(shù)。具體參數(shù)的設(shè)定如下: gMacroPerCycle=48,gdStaticSlot=4,pMicroPerCycle=672,gNumberOfMinislots=15,gdSymbolWindow=3,gdActionPointOffset=1,gdMinislotActionPointOffset=1。

            圖4 時鐘產(chǎn)生模塊的周期信號圖

            圖4 時鐘產(chǎn)生模塊的周期信號圖

            圖5 控制模塊的四個段

            圖5 控制模塊的四個段

            圖4是時鐘產(chǎn)生模塊的周期信號圖。從圖中可以看到,時鐘產(chǎn)生模塊需要等待晶振的最小時鐘節(jié)拍信號,然后進行判斷產(chǎn)生周期信號。當(dāng)周期信號開始時,周期編號從默認(rèn)的63變?yōu)?0,然后一直編號下去直到63。

            圖5是對圖4產(chǎn)生的周期信號開始周期的四個段的劃分。從圖中可以看到,0周期分為靜態(tài)段、動態(tài)段、符號窗口、網(wǎng)絡(luò)空閑段。

            圖6是靜態(tài)段的媒體接入方式。從圖中可以看到,槽計數(shù)器(vslotcounter)從1開始編號直到用戶配置的值。在第一個靜態(tài)槽實現(xiàn)了媒體接入。

            圖7是動態(tài)段的媒體接入方式。從圖中可以看到,周期8的動態(tài)段有動態(tài)槽計數(shù)器zMinislot,從0開始編號直到用戶配置的值。在第5個動態(tài)槽實現(xiàn)了媒體接入。

            圖6 靜態(tài)段的媒體接入方式

            圖6 靜態(tài)段的媒體接入方式

            圖7 動態(tài)段的媒體接入方式

            圖7 動態(tài)段的媒體接入方式

            結(jié)語

            本文介紹了基于FlexRay協(xié)議的媒體接入控制的設(shè)計過程,并進行了設(shè)計驗證。從仿真結(jié)果分析,它符合協(xié)議的要求,能夠生成通信控制器的時鐘周期,將時鐘周期進一步劃分為4個段,并且給出靜態(tài)段和動態(tài)段的具體媒體接入方式。


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