Skip to content

Progetto di un controllore Canbus per applicazioni in ambito automotive: sintesi Vhdl ed implementazione su Fpga

Informazioni tesi

  Autore: Francesco Cozzi
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2000-01
  Università: Università degli Studi di Parma
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Elettronica
  Relatore: Paolo Ciampolini
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 119

L’obiettivo di questa tesi è quello di realizzare, su un dispositivo di tipo Field Programmable Gate Array (FPGA), un controllore per reti basate su protocollo CANbus (Controller Area Network); tale controllore è destinato ad essere incorporato in un sistema digitale già esistente composto da un microcontrollore, una FPGA ed un transceiver.
Questo progetto nasce nel contesto di un programma di collaborazione fra il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione ed una società attiva nel settore della diagnostica automotive: la BrainBee S.p.A. di Parma.


Il prodotto a cui questo lavoro di tesi fa riferimento è uno “scan-tool”, cioè uno strumento di diagnosi auto capace di dialogare con le centraline elettroniche presenti nell’autovettura. L’esigenza a cui si vuole rispondere è quella della massima flessibilità, in modo che lo stesso strumento possa essere utilizzato con i più diversi tipi di centraline automobilistiche presenti sul mercato. Le caratteristiche delle logiche programmabili si prestano bene a questo scopo: all’interno dello scan-tool vi è un microcontrollore ed una FPGA Xilinx SpartanXL 10XL. A quest’ultima sono delegati i compiti di interfaccia riconfigurabile tra il bus della centralina ECU (Electronic Control Unit) che provvede i dati da analizzare e il microcontrollore del sistema di diagnosi.

Un tale sistema è nato con l’intento di sfruttare al massimo la versatilità e i vantaggi delle FPGA, sia in termini di programmazione che in termini di risparmio di risorse hardware. In pratica l’FPGA consente al microprocessore di dialogare con bus di tipo diverso semplicemente riprogrammandola, senza richiedere elettronica aggiuntiva.

Il presente lavoro, in particolare, si riferisce al protocollo CANbus, introdotto e standardizzato dalla Bosch per applicazioni industriali e di recente utilizzato da diverse case automobilistiche per le vetture di ultima generazione. La specifica funzione del controllore che si è sviluppato è quella di ricevere i dati in transito sul bus e trasmetterli al microcontrollore a bordo dello scan-tool.

L’implementazione esaustiva di tutte le funzionalità previste dallo CANbus avrebbero richiesto tempi di progettazione, realizzazione e collaudo eccessivi (e sicuramente non compatibili con la durata di un lavoro di tesi). Tuttavia, le specifiche funzionali dell’applicazione permettono di identificare un sottoinsieme significativamente ridotto di funzioni indispensabili: per esempio, essendo ragionevole ipotizzare il collegamento di una sola vettura alla volta allo scan-tool, non è necessario implementare la parte del protocollo relativa alla gestione di accessi multipli e collisioni, ma è possibile limitarsi alle sole funzioni necessarie a realizzare un collegamento punto-punto fra scan-tool e la centralina dell’auto. L’identificazione del sottoinsieme minimo di funzionalità richieste ha consentito un consistente risparmio sia sui tempi di progettazione, sia sulla complessità del sistema realizzato e quindi sulle risorse hardware necessarie, consentendo di utilizzare componenti programmabili di capacità relativamente ridotta e quindi di costo contenuto.

La prima parte di studio ha riguardato le caratteristiche del bus CAN, concentrando l’attenzione sullo stato dell’arte nel campo delle applicazioni automobilistiche. Si è passati poi alla comprensione, in dettaglio, del protocollo CANBUS. Una volta compreso il metodo di comunicazione si sono formulate le ipotesi limitative sul protocollo relative alla particolare applicazione di nostro interesse, arrivando alla definizione delle specifiche funzionali del sottosistema da realizzare.
Per la sintesi del controllore si è utilizzato il linguaggio di descrizione hardware VHDL, avvalendosi del tool di sviluppo per FPGA Xilinx Foundation 3.1i. Grazie a questo tool di sviluppo si sono potute realizzare tutte le fasi della progettazione: la descrizione tramite VHDL delle parti del progetto, la sintesi e relativa simulazione funzionale per terminare con la sua implementazione e simulazione temporale.
L’intero progetto è stato suddiviso principalmente in quattro parti: ricevitore, trasmettitore, sincronizzatore e interfaccia. Ognuna di esse interagisce con le altre tramite segnali interni al controllore stesso.
Nella descrizione tramite linguaggio VHDL delle varie parti del controllore si è ricorso ad una descrizione funzionale basata su macchine a stati finiti: tale descrizione ad alto livello di astrazione rende l’intero progetto più flessibile a possibili sviluppi futuri, permettendo l’integrazione di nuove funzionalità in un futuro progetto e semplificando le azioni di aggiornamento e manutenzione.

CONSULTA INTEGRALMENTE QUESTA TESI

La consultazione è esclusivamente in formato digitale .PDF

Acquista

CONSULTA INTEGRALMENTE QUESTA TESI

La consultazione è esclusivamente in formato digitale .PDF

Acquista

FAQ

Per consultare la tesi è necessario essere registrati e acquistare la consultazione integrale del file, al costo di 29,89€.
Il pagamento può essere effettuato tramite carta di credito/carta prepagata, PayPal, bonifico bancario, bollettino postale.
Confermato il pagamento si potrà consultare i file esclusivamente in formato .PDF accedendo alla propria Home Personale. Si potrà quindi procedere a salvare o stampare il file.
Maggiori informazioni
Ingiustamente snobbata durante le ricerche bibliografiche, una tesi di laurea si rivela decisamente utile:
  • perché affronta un singolo argomento in modo sintetico e specifico come altri testi non fanno;
  • perché è un lavoro originale che si basa su una ricerca bibliografica accurata;
  • perché, a differenza di altri materiali che puoi reperire online, una tesi di laurea è stata verificata da un docente universitario e dalla commissione in sede d'esame. La nostra redazione inoltre controlla prima della pubblicazione la completezza dei materiali e, dal 2009, anche l'originalità della tesi attraverso il software antiplagio Compilatio.net.
  • L'utilizzo della consultazione integrale della tesi da parte dell'Utente che ne acquista il diritto è da considerarsi esclusivamente privato.
  • Nel caso in cui l'Utente volesse pubblicare o citare una tesi presente nel database del sito www.tesionline.it deve ottenere autorizzazione scritta dall'Autore della tesi stessa, il quale è unico detentore dei diritti.
  • L'Utente è l'unico ed esclusivo responsabile del materiale di cui acquista il diritto alla consultazione. Si impegna a non divulgare a mezzo stampa, editoria in genere, televisione, radio, Internet e/o qualsiasi altro mezzo divulgativo esistente o che venisse inventato, il contenuto della tesi che consulta o stralci della medesima. Verrà perseguito legalmente nel caso di riproduzione totale e/o parziale su qualsiasi mezzo e/o su qualsiasi supporto, nel caso di divulgazione nonché nel caso di ricavo economico derivante dallo sfruttamento del diritto acquisito.
  • L'Utente è a conoscenza che l'importo da lui pagato per la consultazione integrale della tesi prescelta è ripartito, a partire dalla seconda consultazione assoluta nell'anno in corso, al 50% tra l'Autore/i della tesi e Tesionline Srl, la società titolare del sito www.tesionline.it.
L'obiettivo di Tesionline è quello di rendere accessibile a una platea il più possibile vasta il patrimonio di cultura e conoscenza contenuto nelle tesi.
Per raggiungerlo, è fondamentale superare la barriera rappresentata dalla lingua. Ecco perché cerchiamo persone disponibili ad effettuare la traduzione delle tesi pubblicate nel nostro sito.
Scopri come funziona

DUBBI? Contattaci

Contatta la redazione a
[email protected]

Ci trovi su Skype (redazione_tesi)
dalle 9:00 alle 13:00

Oppure vieni a trovarci su

Parole chiave

canbus
fpga
vhdl
microelettronica
scan tools
centraline elettroniche
controller area network

Non hai trovato quello che cercavi?


Abbiamo più di 45.000 Tesi di Laurea: cerca nel nostro database

Oppure consulta la sezione dedicata ad appunti universitari selezionati e pubblicati dalla nostra redazione

Ottimizza la tua ricerca:

  • individua con precisione le parole chiave specifiche della tua ricerca
  • elimina i termini non significativi (aggettivi, articoli, avverbi...)
  • se non hai risultati amplia la ricerca con termini via via più generici (ad esempio da "anziano oncologico" a "paziente oncologico")
  • utilizza la ricerca avanzata
  • utilizza gli operatori booleani (and, or, "")

Idee per la tesi?

Scopri le migliori tesi scelte da noi sugli argomenti recenti


Come si scrive una tesi di laurea?


A quale cattedra chiedere la tesi? Quale sarà il docente più disponibile? Quale l'argomento più interessante per me? ...e quale quello più interessante per il mondo del lavoro?

Scarica gratuitamente la nostra guida "Come si scrive una tesi di laurea" e iscriviti alla newsletter per ricevere consigli e materiale utile.


La tesi l'ho già scritta,
ora cosa ne faccio?


La tua tesi ti ha aiutato ad ottenere quel sudato titolo di studio, ma può darti molto di più: ti differenzia dai tuoi colleghi universitari, mostra i tuoi interessi ed è un lavoro di ricerca unico, che può essere utile anche ad altri.

Il nostro consiglio è di non sprecare tutto questo lavoro:

È ora di pubblicare la tesi