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研究生:呂焱垚
研究生(外文):Lu,Yen-Yao
論文名稱:SOC周邊介面橋接CAN介面之系統架構
論文名稱(外文):System Architecture of SOC Peripheral Interface transforming to CAN Interface
指導教授:黃裕煒黃裕煒引用關係
口試委員:鐘太郎吳志宏黃裕煒
口試日期:2017-07-20
學位類別:碩士
校院名稱:國立彰化師範大學
系所名稱:車輛科技研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:135
中文關鍵詞:CAN匯流排轉接卡資料轉換
外文關鍵詞:Control area networkConverterCan transformation
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當電子產品欲跨入車輛市場時,要考慮到的不僅是產品的定位、消費族群,更重要的是產品開發時間的長短,因其代表著金錢的消耗並且可能伴隨而來的是商機的錯失。當公司想將行之有年的產品推進汽車市場,因而將原有控制器換成了一顆帶有CAN[6]介面的控制器時,這就代表有著不可預期長度的開發時間將就此展開,並且冒著錯失商機的風險。
此論文之目的即以控制器常見之周邊通信介面來實現該網路功能並配合軟體方面的資料格式定義與不同格式的通信介面轉換之算法來建立一個能擴充車用網路的轉換系統架構。本文主要提出一個周邊常見介面SPI ( Serial Peripheral Interface ) [18]、內部整合網路介面I2C ( Inter-Integrated Circuit ) [18]、通用非同步收發傳輸器 UART ( Universal Asynchronous Receiver/Transmitter ) [18]橋接CAN介面之方法,並透過邏輯分析儀監測SPI、UART、I2C與CAN二端數據轉換之變化與其結果,藉此驗證轉換算法正確性,且透過此系統架構大幅縮短電子產品推進至車輛市場的時間。

關鍵字: CAN匯流排、轉接卡、資料轉換
When a company wants to squeeze an electronic product into the mobile market by the in-vehicle interface, the company has to consider not only the product positioning, consumer cluster but also the most important thing is the length of development time. Because it means the consumption of money and the most serious thing is missing the business opportunities. When the company extends to hit the electronic product which sold on the market for years into the mobile market, the company uses a new type microcontroller with the in-vehicle interface. But this new project means the unpredictable length of development time and the risk of missed business opportunities.
The propose of this research is to use the existing peripheral interface of SOC like SPI ( Serial Peripheral Interface ) [18], I2C ( Inter-Integrated Circuit ) [18], UART ( Universal Asynchronous Receiver/Transmitter ) [18] as well as data transformation algorithm to extend in-vehicle interface and then the product will be hit into the mobile market with greatly shortened development time.

Keywords: Control area network, Converter, Can transformation
中文摘要 I
Abstract II
謝誌 III
目錄 IV
表目錄 VI
圖目錄 VII
第一章 緒論 1
1-1 研究背景 1
1-2 研究動機與目的 2
1-3 論文架構 4
第二章SOC周邊通信介面 6
2-1 簡介 6
2-1-1 並列傳輸與串列傳輸 7
2-2-2 同步通信與異步通信 7
2-1-3 周邊介面通信的工作模式 8
2-2 SOC常見周邊介面的種類 9
2-2-1 RS-232介面標準 9
2-2-2 SPI(Serial Peripheral Interface)介面 11
2-2-3 I2C(Inter Integrated Circuit)介面 15
2-3控制器區域網路(Controller Area Network) 18
2-3-1 CAN電氣特性 19
2-3-2 CAN匯流排特點歸納 20
2-3-3 CAN匯流排OSI架構分層 23
2-3-4 CAN匯流排訊息資料傳輸機制 23
第三章 實驗系統架構 26
3-1橋接系統架構處理流程 26
3-2橋接系統硬體方塊流程 26
3-3橋接系統驗證架構 28
3-4 SOC常見周邊介面橋接CAN匯流排–橋接介面模式選擇 30
3-5 資料幀定義 31
3-6 SOC常見周邊介面橋接CAN匯流排–CAN發送模式 33
3-6-1 SOC常見周邊介面橋接CAN匯流排–RS-232橋接CAN 37
3-6-2 SOC常見周邊介面橋接CAN匯流排–SPI橋接CAN 40
3-6-3 SOC常見周邊介面橋接CAN匯流排–I2C橋接CAN 42
3-7 SOC常見周邊介面橋接CAN匯流排–CAN接收模式 44
3-7-1 SOC常見周邊介面橋接CAN匯流排–CAN橋接RS-232 45
3-7-2 SOC常見周邊介面橋接CAN匯流排–CAN橋接SPI 46
3-7-3 SOC常見周邊介面橋接CAN匯流排–CAN橋接I2C 47
第四章 系統實作與測試 48
4-1數據取樣與驗證–CAN發送模式 48
4-1-1數據取樣與驗證–RS-232橋接CAN 48
4-1-1-1 RS-232轉CAN數據取樣與驗證-標準ID與資料通訊格式 49
4-1-1-2 RS-232轉CAN數據取樣與驗證-標準ID與遠端通訊格式 51
4-1-1-3 RS-232轉CAN數據取樣與驗證-擴展ID與資料通訊格式 53
4-1-1-4 RS-232轉CAN數據取樣與驗證-擴展ID與遠端通訊格式 55
4-1-2數據取樣與驗證–SPI橋接CAN 58
4-1-2-1 SPI轉CAN數據取樣與驗證-標準ID與資料通訊格式 59
4-1-2-2 SPI轉CAN數據取樣與驗證-標準ID與遠端通訊格式 61
4-1-2-3 SPI轉CAN數據取樣與驗證-擴展ID與資料通訊格式 64
4-1-2-4 SPI轉CAN數據取樣與驗證-擴展ID與遠端通訊格式 67
4-1-3數據取樣與驗證–I2C橋接CAN 70
4-1-3-1 I2C轉CAN數據取樣與驗證-標準ID與資料通訊格式 70
4-1-3-2 I2C轉CAN數據取樣與驗證-標準ID與遠端通訊格式 73
4-1-3-3 I2C轉CAN數據取樣與驗證-擴展ID與資料通訊格式 76
4-1-3-4 I2C轉CAN數據取樣與驗證-擴展ID與遠端通訊格式 80
4-2數據取樣與驗證 – CAN接收模式 84
4-2-1數據取樣與驗證–CAN橋接RS-232 84
4-2-1-1 CAN轉RS-232數據取樣與驗證-標準ID與資料通訊格式 86
4-2-1-2 CAN轉RS-232數據取樣與驗證-標準ID與遠端通訊格式 89
4-2-1-3 CAN轉RS-232數據取樣與驗證-擴展ID與資料通訊格式 91
4-2-1-4 CAN轉RS-232數據取樣與驗證-擴展ID與遠端通訊格式 94
4-2-2數據取樣與驗證–CAN橋接SPI 98
4-2-2-1 CAN轉SPI數據取樣與驗證-標準ID與資料通訊格式 99
4-2-2-2 CAN轉SPI數據取樣與驗證-標準ID與遠端通訊格式 102
4-2-2-3 CAN轉SPI數據取樣與驗證-擴展ID與資料通訊格式 104
4-2-2-4 CAN轉SPI數據取樣與驗證-擴展ID與遠端通訊格式 108
4-2-3數據取樣與驗證–CAN橋接I2C 111
4-2-3-1 CAN轉I2C數據取樣與驗證-標準ID與資料通訊格式 112
4-2-3-2 CAN轉I2C數據取樣與驗證-標準ID與遠端通訊格式 117
4-2-3-3 CAN轉I2C數據取樣與驗證-擴展ID與資料通訊格式 120
4-2-3-4 CAN轉I2C數據取樣與驗證-擴展ID與遠端通訊格式 126
第五章 結論 132
參考文獻 134
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