赵晓宇，张启平，高跃



基于FPGA 的高速串行通信在电力推进控制系统中的应用

赵晓宇，张启平，高跃

(武汉船用电力装置研究所, 武汉 430064)

本文介绍了一种优化时钟差分曼彻斯特编码的编码方法，并分析了其在高速串行通信中的实际应用价值。通过VHDL编程实现上述方法的编码、解码功能，完成了在Quartus II环境下的仿真验证。通过在FPGA硬件设备上的实际测试，验证了其可行性和可靠性。通过对多种现有串行通信协议的研究，并在借鉴IEC60044-8通信规约的基础上提出了一种自定义协议。协议在编码效率和编程复杂度方面得到一定的平衡。通过与传统串行通信方式比较并结合电力推进控制系统的现状和性能需求，分析了其在电力推进控制系统中应用的可行性，并完成了实验验证。

高速串行通信 FPGA IEC60044-8通信规约 电力推进控制系统 VHDL编程 差分曼彻斯特编码

0 引言

近年来嵌入式控制器在现场控制领域的应用越来越广泛，其在电力推进控制系统中的应用也得到了进一步的发展。随着控制器控制功能的增强、控制精度的提高以及对采样信号精度的提高和数量的增加，都对现有的控制器通信系统提出了新的挑战。另外电力推进控制系统对于通信的实时性和可靠性等方面的需求使得许多现有的通信方案表现出诸多弊端。现有的控制器通信多采用RS484、RS232、CAN等通信协议[7]，而这些协议的通信速率均不超过1M，这就使得其在通信量大幅提高的情况下难以满足性能需求。……