[实用新型]基于FPGA的CAN总线接口高分辨率显示屏控制器

说明书

技术领域

本实用新型属于一种显示屏控制器，特别是一种基于FPGA的CAN总线接口高分辨率显示屏控制器。 

背景技术

CAN是控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)的简称，是一种能有效支持分布式控制和实时控制的串行通讯网络，属于现场总线范畴，具有成本低、可靠性高、抗干扰能力和实时性强等特点，是国际上应用最广泛的现场总线之一。 

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种基于FPGA的CAN总线接口高分辨率显示屏控制器。 

为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为： 

一种基于FPGA的CAN总线接口高分辨率显示屏控制器由一个主控核心模块FPGA和多个外围设备模块组成。所述的主控核心模块FPGA采用模块化结构，包括NiosII软核处理器、片内存储器、FIFO、SDRAM控制器、LCD控制器。其中，片内存储器与NiosII软核处理器连接，NiosII软核处理器通过FIFO与SDRAM控制器模块连接，同时SDRAM控制器与另一FIFO连接，实现对LCD控制器模块的控制； 

所述的多个外围设备模块包括同步动态随机存储器SDRAM、低压差分信号传输LVDS模块、串行FLASH配置芯片、外部CAN收发器、外部CAN控制器，其中，外部设备与外部CAN收发器信号连接，外部CAN收发器与外部CAN控制器信号连接，外部CAN控制器与FPGA通过SPI总线信号连接，同步动态随机存储器SDRAM与主控核心模块FPGA内SDRAM控制器信号连接，串行FLASH配置芯片与主控核心模块FPGA内的NiosII软核处理器信号连接，主控核心模块FPGA内LCD控制器模块的视频信号输出端与低压差分信号传输LVDS模块的低压差分信号输入端连接；低压差分信号传输LVDS模块发送LVDS信号。 

有益效果：本实用新型的可以在精确控制高分辨率显示屏的同时，以更低的 成本，更好地抵抗工业环境的干扰，进行更远距离的数据传输。 

附图说明

图1是本实用新型的系统总体框图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 

如图1所示，一种基于FPGA的CAN总线接口高分辨率显示屏控制器由一个主控核心模块FPGA4和多个外围设备模块组成。所述的主控核心模块FPGA采用模块化结构，包括NiosII软核处理器、片内存储器、FIFO（先进先出数据缓冲器）、SDRAM（同步动态随机存储器）控制器、LCD控制器。其中，片内存储器与NiosII软核处理器连接，NiosII软核处理器通过FIFO与SDRAM控制器模块连接，同时SDRAM控制器与另一FIFO连接，实现对LCD控制器模块的控制； 

所述的多个外围设备模块包括同步动态随机存储器SDRAM3、低压差分信号传输LVDS模块6、串行FLASH配置芯片5、外部CAN收发器1、外部CAN控制器2，其中，外部设备与外部CAN收发器1信号连接，外部CAN收发器1与外部CAN控制器2信号连接，外部CAN控制器2与FPGA4通过SPI总线信号连接，同步动态随机存储器SDRAM3与主控核心模块FPGA4内SDRAM控制器信号连接，串行FLASH配置芯片5与主控核心模块FPGA4内的NiosII软核处理器信号连接，主控核心模块FPGA内LCD控制器模块的视频信号输出端与低压差分信号传输LVDS模块6的低压差分信号输入端连接；低压差分信号传输LVDS模块发送LVDS信号。 

本实用新型基于FPGA的CAN总线接口的高分辨率显示屏控制器的基本工作流程是外部设备通过CAN总线将控制命令发送给CAN收发器，然后通过CAN控制器，实现与FPGA的连接，其中CAN控制器通过串行外设接口（SPI总线）将命令传输给FPGA内部的NiosII软核处理器进行命令的解析，然后将命令转化为要发送的数据，在SDRAM控制器的控制下，数据通过FIFO缓冲，暂时被存储在显存SDRAM中，在存储的数据量足够的情况下（能够完整填充整个屏幕），通过FIFO缓冲，在LCD控制器的控制下经低压差分信号传输模块LVDS传输给LCD。 

FPGA芯片选用Altera公司的型号为Cyclone II EP2C5芯片，其中内部嵌入的NiosII软核处理器采用F类型（快速类型），在最高的系统性能、中等FPGA使用量下，用于实现整个工业显示屏控制器的运行管理和控制；CAN收发器选用Philips公司的型号为TJA1050芯片；CAN控制器选用Philips公司的型号为SJA1000；配置芯片选用型号为EPCS4芯片，作为FPGA的专用配置芯片，用于保 存FPGA的配置信息，避免FPGA上电重新配置的麻烦；SDRAM选用Hynix公司的型号为HY57V641620HG芯片；LVDS发送器，用于连接FPGA和液晶屏，在提供高数据率、高噪声抑制能力的同时拥有低功耗的优势。