基于SOPC的车辆息线控制器设计方案

如图7所示。

3 SOPC片上系统MVB控制器设计

3.1 总线访问IP核与NiosII的系统集成

利用QuartersII的SOPC Builder工具，集成了1个32位NiosII软核处理器、4 KB的片内RAM、MVB总线访问IP核(包括编码器和解码器)以及LCD控制模块，在Altera的CycloneII FPGA上构成了一个能实现MVB一类网络节点功能的片上系统，如图8所示。图9为SOPCBuilder中各个功能模块的凋用情况。

3.2 NiosII处理器上的软件设计

基于上述SOPC系统，设计了一个基本的MVB节点，以实现过程数据传输。该节点将Oxl4地址设置为源端口。当主帧轮询0x14地址时，本节点将此端口里的数据打包成从帧发送到总线上面，以刷新0x14地址的宿端口。

MVB模块头文件altera_avalon_mvb.h的设计，包括总线访问IP核寄存器读写的宏定义。

在主函数里置MVB总线接收允许位，循环等待接收MVB主控制器发过来的主帧。节点在接收到主帧之后，程序进入中断处理程序。在巾断程序里提取接收到的主帧里的端口地址，并与自身预设的端几地址码进行比较。如果地址码相符，则节点将本端口的数据通过MVB发送器发到总线上，实现端口数据刷新操作。

主循环代码节选：

4 仿真与实测波形

4.1 仿真波形

在本实验中，对实验室设计的MVB板卡进行了功能仿真和FPGA验证.通过对过程数据的发送与接收验证了所搭建的MVB系统。对MVB总线控制器发送过程的主从帧仿真结果如图10所示。发送的主从帧数据都为0x0055，包含1个帧头及8位CRC校验数据。

4.2 实测波形

编好程序后，再编译一遍QuartersII工程文件，将得到的.pof文什下载至FPGA内。上电后用示波器测输出引脚，便可观察到MVB从帧波形，实测波形如图11所示。对照IEC-61375协议标准，可以判断出该渡形为符合标准的正确波形，并且源端口节点上收到了正确的数据，从而证明该过程数据端口成功刷新。

　　结语

目前，MVB控制器实现了实验室环境中过程变量的正确接收和发送。本总线访问IP核实现的功能与MVBC相当，但是由于采用了先进的SOPC设计技术，其体系结构大大简化，设计难度也大大降低，在通用性方面有了很大的提高。