使用FPGA實現低成本汽車多總線橋接
加入技術交流群
一個LIN網絡包括一個主控結點和一個或多個從屬結點。所有結點都包括執行傳輸和接收任務的從屬通信任務，而主結點還包括另外的主控傳輸任務。LIN網絡的通信總是由主控任務所發起，首先發送一個包括同步中斷、同步字節和消息識別組成的消息頭。同一時刻只有一個從屬任務接收并過濾標識符，發送消息響應。響應由兩個、四個、或八個數據字節和一個校驗字節所組成。消息頭及響應部分共同構成一個消息幀。
時鐘同步、UART通信的簡單性以及單線介質是LIN成本較低的主要原因。而實現低成本、低速LIN需要適量的FPGA資源，大約需要500個LUT和42個I/O。
MOST技術提供了連接簡單多媒體設備的低開銷、低成本的網絡接口，既可支持低智能設備，也能支持需要高級控制和多媒體功能的基于DSP的復雜設備。這特點使整個汽車通信系統的靈活性大大增強。從整體上來看，MOST是一種基于同步數據通信的高性能、低成本的多媒體光纖網絡技術。非常適合于汽車中的多媒體應用，如模擬音頻網關、模擬視頻接口、數字視頻顯示接口、導航和通信等。MOST標準有不同的層，如物理層、數據收發鏈路層、傳輸層、會話層以及其它層。可以覆蓋從數kbps到24.8Mbps的廣泛應用。
同時，MOST還是一種同步網絡。時鐘由一個定時主控設備所提供，所有其它設備都同步到這一時鐘。這一技術避免了采用緩沖和采樣速率轉換，因此可以連接非常簡單和便宜的設備。該技術類似于交換式電話網絡，數據通道和控制通道都分別進行了定義。控制通道用來確定發送方和接收方使用的是哪一個數據通道。連接一旦建立，數據可以連續傳送，不需要處理額外的包信息。對于數據流傳輸來說，這是一種理想的機制。
MOST網絡的主要優點包括：容易使用、低成本實現、寬范圍的應用、同步和異步帶寬、靈活性大且符合消費和個人計算機行業的要求。
節約成本
利用FPGA內在的靈活性和可重復編程特性，可以在單個平臺上簡化實現各種汽車總線標準與微處理器或微控制器接口的橋接。并使汽車制造商能夠利用同一種FPGA滿足不同級別汽車，從經濟型到豪華型對電子系統的不同要求。這樣就簡化了庫存管理和獲取批量價格優惠，從而降低了研發、生產、服務和物流的成本。
利用FPGA所帶來的成本節約優勢延續到了汽車的整個生命周期過程中。通過重新編程和重新配置，FPGA不需要支付額外的工程成本就能完成產品的升級要求，而采樣ASIC時這是不可避免的。此外，一些FPGA制造商還提供封裝兼容情況下的密度升級能力，即在原來的PCB設計不變的情況下提供更大的邏輯容量，從而在系統要求變化較大時延長電子平臺的壽命。
這些能力和優點不僅使FPGA器件對于設計人員更具吸引力，還允許他們自由地選擇微處理器或微控制器。采用FPGA，設計人員就可根據需要選擇成本優化的微處理器或微控制器，或者選擇功能豐富的產品。這一靈活性能夠直接降低汽車電子系統的總體解決方案成本。
LatticeECP 和 LatticeEC FPGA還提供了一種獨特的成本節約特性，支持標準SPI存儲器配置。傳統上，基于SRAM的FPGA需要使用FPGA供應商提供價格較高的專用非易失性導入PROM。這些PROM在整個FPGA解決方案成本中占了35%以上。與之對比，低成本業界標準的SPI存儲器對于大批量應用非常理想。SPI存儲器配置時間快、成本低而且占用的PCB空間更小。Lattice擁有ECP和EC器件，是首家提供SPI存儲器配置支持的FPGA供應商。
結語
隨著新的汽車標準不斷出現，汽車設計人員的主要考慮是具有最大靈活性和適應性 的接口實現。LatticeECP 和 LatticeEC系列為接口實現提供了極佳的功能、性能和價值。利用非常有效的架構（大批量，130nm生產技術），這些低成本FPGA提供了DSP塊、嵌入式RAM塊的sysMEM、分布式存儲器、sysCLOCK PLLs、DDR存儲器接口、以及系統IO緩沖，以致于非常適合汽車應用。使用這些器件，汽車設計人員能夠適應汽車標準的改變，在產品開發階段容易采納新的標準，而且與現有FPGA解決方案相比較，總成本將降低30%至50%。
評論