estudo e desenvolvimento da eletrônica de comunicação e controle no projeto neutrinos angra...

Estudo e Desenvolvimento da Eletrônica de Comunicação e Controle no Projeto

Neutrinos Angra

Rafael Gama – rgama@cbpf.br

Estudo e Desenvolvimento da Eletrônica de Comunicação e Controle no Projeto

Neutrinos Angra

Rafael Gama – rgama@cbpf.br

Necessidade de um Meio de Comunicação Concorrente

•Controle

•Calibração

•Monitoramento/Debug

VME Bus

•Alta Taxa de Dados

•Evitar Overhead

•Independência entre os barramentos

Estudo e Desenvolvimento da Eletrônica de Comunicação e Controle no Projeto

Neutrinos Angra

Rafael Gama – rgama@cbpf.br

CAN(Controller Area Network) Bus

•Estrutura de Rede

•Imunidade à Ruído

•NRZ

•Tratamento de Erros no hardware

ISO-11898:

•Alta Velocidade(125 Kbps – 1Mbps)

•L<=40m @ 1 Mbps, n<=30

•L<=1000m @ 62.5 Kbps, n<=120

Estudo e Desenvolvimento da Eletrônica de Comunicação e Controle no Projeto

Neutrinos Angra

Rafael Gama – rgama@cbpf.brRafael Gama – rgama@cbpf.br

CAN Interface

Estudo e Desenvolvimento da Eletrônica de Comunicação e Controle no Projeto

Neutrinos Angra

Rafael Gama – rgama@cbpf.br

CAN Interface

1) Transceiver

•ISO-88198

•Disponibilidade

•Solução Microchip

2) MCU

•CAN 2.0B

•Disponibilidade

•PIC18 – 8 bits

•Custo

Estudo e Desenvolvimento da Eletrônica de Comunicação e Controle no Projeto

Neutrinos Angra

Rafael Gama – rgama@cbpf.br

Transceiver

•Hi Z

•n<=112

•Um node sem alimentação ou em falha não pertuba o bus

•Proteção: curto-circuito, sobretensão, falha no aterramento, ESD, temperatura

•Controle Slew Rate, <RFI

Estudo e Desenvolvimento da Eletrônica de Comunicação e Controle no Projeto

Neutrinos Angra

Rafael Gama – rgama@cbpf.br

Transceiver – Formas de Onda

Estudo e Desenvolvimento da Eletrônica de Comunicação e Controle no Projeto

Neutrinos Angra

Rafael Gama – rgama@cbpf.br

Microcontrolador

•8 bits CPU @ <= 40 MHz

•PLL 4x

•64Kbytes Flash (Programa)

•1Kbyte EEPROM

•SPI

•UART

•Sleep

Estudo e Desenvolvimento da Eletrônica de Comunicação e Controle no Projeto

Neutrinos Angra

Rafael Gama – rgama@cbpf.br

Topologia SPI (Serial Peripheral Interface)

Estudo e Desenvolvimento da Eletrônica de Comunicação e Controle no Projeto

Neutrinos Angra

Rafael Gama – rgama@cbpf.br

Programação do Firmware

1)Crate

•VME Bus

2)Standalone

•ICSP

•USB

Estudo e Desenvolvimento da Eletrônica de Comunicação e Controle no Projeto

Neutrinos Angra

Rafael Gama – rgama@cbpf.br

Protótipo

Estudo e Desenvolvimento da Eletrônica de Comunicação e Controle no Projeto

Neutrinos Angra

Rafael Gama – rgama@cbpf.br

Node 1: Interface CAN do Protótipo

1)CAN Transceiver

2)MCU

3)RS232 Transceiver

Estudo e Desenvolvimento da Eletrônica de Comunicação e Controle no Projeto

Neutrinos Angra

Rafael Gama – rgama@cbpf.br

Node 2: Kvaser Leaf HS

•CAN 2.0B

•ISO-11898

•Texas SN65HVD251

•5Kbits/s – 1Mbit/s

•USB: 12 Mbits/s

•Precisão do Clock: 100s

•Taxa de Mensagens: 8000 Mensagens/s

Estudo e Desenvolvimento da Eletrônica de Comunicação e Controle no Projeto

Neutrinos Angra

Rafael Gama – rgama@cbpf.br

Protótipo: Fotos

1. CAN Interface – Protótipo

2. Kvaser Leaf HS – USB<>CAN Interface

3. PC-AT

1. Cabo: 50 metros

2. Ligação da Interface USB<>CAN no CAN bus

1. MCU (PIC18F2680)

2. CAN Transceiver

3. RS232 Transceiver

4. Ligação da Interface CAN – Protótipo no CAN bus

5. RS232 do PC-AT

Estudo e Desenvolvimento da Eletrônica de Comunicação e Controle no Projeto

Neutrinos Angra

Rafael Gama – rgama@cbpf.br

Protótipo: Software

Estudo e Desenvolvimento da Eletrônica de Comunicação e Controle no Projeto

Neutrinos Angra

Rafael Gama – rgama@cbpf.br

Conclusão

Interface CAN – Protótipo(loopback @ 125 Kbps)

•Mensagens Tx:4159597

•Mensagens Rx:4159597

•Erros:0

Etapas Futuras

•Teste com dispositivos SPI

•Teste com vários nodes

Referências1. PIC18F2680 Data sheet, DS39625C,

Disponível em www.microchip.com

2. MCP2151 Data sheet, DS21667, Disponível em www.microhcip.com

3. Controller Area Network (CAN) Basics, AN713, DS00713, Disponível em www.microchip.com

4. Interfacing High Speed ADCs via SPI User Manual, AN877, Disponível em www.analog.com

5. Debugging Serial Buses in Embedded System Designs, 48W-19040-4 (WebID: 12641), Disponível em www.tek.com

6. CAN Specification 2.0B, Disponível em www.semiconductors.bosch.de

7. Kvaser Leaf User Guide, Last Updated: Monday, 13 November 2006, Disponível em www.kvaser.com