摘要：分析了CAN控制器SJA1000的特點及CAN協議通信格式。設計了控制器SJA1000的IP軟核，能為應用提供一個性能優良的、易于移植的控制器SJA1000，實現了對步進電機的控制。
關鍵詞：FPGA；CAN控制器；SJA1000

控制局域網(CAN)屬于現場總線的范疇，它是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡。與一般的通信總線相比，CAN總線的數據通信可靠性、實時性和靈活性好，應用領域非常廣泛，通常基于ARM或51單片機，實現與CAN控制器的通信聯絡。FPGA／SOPC技術是實現嵌入式系統的最高形式，基于IP軟核的設計與應用也必將成為替代硬核的一種發展趨勢。憑借QuartuslI和NiosII工具，基于FPGA的VHDL(或Verilog)語言設計的IP核能夠提供靈活性和性能更好的控制器。
圖1為一個基于FPGA的控制器的CAN總線節點。其中PCA82C251是CAN總線接收器，SJA1000是CAN總線通信控制器，PMM8713是驅動步進電機的脈沖分配器，FPGA模塊在節點模型中對SJA1000進行控制，并將接收到的幀信息進行處理，發送給脈沖分配器，以驅動步進電機。

在設計中采用自頂向下的設計方法。通過分析SJA1000常用的控制芯片51單片機的功能，將其分為主要的4個模塊：初始化模塊、位查詢模塊、數據處理模塊和緩沖區釋放模塊。
對SJA1000完成控制功能的過程用狀態圖描述如圖2所示，這也是系統的主狀態機。4個狀態對應上述的4個功能模塊，首先在initial_st-ate完成對sJA1000的初始化，在由init_end信號給出初始化完成標志后，進入查詢狀態，即query_RBS狀態，由位查詢模塊完成此時對SJA100 0的狀態查詢。如果查詢到SJA1000緩沖區有幀信息，將qRBS_end置“1”，進入下一個狀態frame_cope，即幀處理狀態，此時由數據處理模塊完成對緩沖區的數據讀取，并作處理。在讀取完一幀數據后，需要釋放緩沖區，為下一幀信息的接收做準備。此時狀態轉入了release_buff-er，對應功能模塊中的緩沖區釋放模塊，此狀態結束后又轉入位查詢狀態，為下一幀信息接收做準備。

初始化模塊主要在系統上電或重啟后，先對SJA1000進行初始化；位查詢模塊是在初始化完成后，對SJA1000狀態寄存器的接收緩沖區標志位不斷進行查詢，如果在緩沖區收到一幀信息后，則轉入數據處理模塊，否則繼續進行查詢；數據處理模塊則是在查詢到接收緩沖區有數據后，讀入幀數據，并對幀數據進行處理；緩沖區釋放模塊是在一幀信息處理完畢后，釋放緩沖區空間。
除了上述4個功能模塊之外，還需要讀寫模塊、雙端口模塊、模塊接口控制邏輯等。