车载CAN总线记录仪实现大容量存储系统

　　引言

　　CAN 是Controller Area Network 的缩写(以下称为CAN)，是ISO国际标准化的串行通信协议。近年来，其所具有的高可靠性和良好的错误检测能力受到重视，被广泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。本文利用“FPGA+单片机”作为存储控制器，采用基于LZW算法的数据压缩技术，以SDRAM作为周期存储和缓存，SD卡作为最终存储载体，实现车载CAN总线记录仪实现大容量存储系统。

　　1 系统整体结构设计

　　如图1所示，存储系统主要包括以下模块：FPGA主控模块、CAN总线监听控制模块、数据压缩模块、SDRAM控制模块和单片机控制CH376模块。本文主要介绍存储部分，CAN总线监听控制模块不做介绍。图中，点画线内的部分均由FPGA控制。后端SD卡由MSP430单片机控制，SD协议芯片采用CH376。FPGA控制CAN总线控制芯片、CAN总线收发器从总线上获取数据，经过数据压缩模块压缩，存入SDRAM里。这里采用两种存储模式：一种是利用SDRAM存储的可覆盖性进行周期存储，具体存储周期由压缩率和SDRAM容量决定;另一种是直接存储，SDRAM作为缓存。当选择直接存储时，FPGA与单片机通信，利用FIFO给单片机发送数据，单片机控制CH376将数据存入SD卡(存储时间由SD卡容量决定)。

　　2 系统硬件设计

　　2.1 FPGA主控模块

　　FPGA选用Altera公司的Cyclone II系列芯片EP2C5T14418N，它具有内部资源丰富、速度快的特点。上电后，主控模块使能CAN总线监听控制模块、数据压缩模块、SDRAM控制模块。如果选择周期存储，则不使能单片机;若选择直接存储，则让单片机处于低功耗状态，当SDRAM有数据时FPGA把数据发给单片机，并使其控制CH376工作。

　　2.2 数据压缩模块