RT节点的研究与实现的开题报告 .pdf

基于FPGA的SCI/RT节点的研究与实现的开题报告

1.研究背景和意义

SCI（SystemControlInterface）是一种集成电路的通信接口标准。它是用于连

接微处理器或微控制器与外部设备之间的一种串行通信的接口。SCI作为一种通信接口，

具有成本低廉、降低因直接将微处理器资源用于通信所需相关软硬件成本等优势。SCI

通常使用UART（通用异步收发器）技术实现串行通信，用于与经典电子设备通信。如

在工业、医疗、农业等行业中有着广泛的应用需求。在自动控制领域，SCI底层硬件资

源有限制，因此此项目选用高效的FPGA芯片，以实现SCI底层硬件模块，并结合

RTOS（RealTimeOperationSystem）进行系统级开发，以满足实时性和高效率的要

求。

2.研究目的和内容

本研究旨在设计基于FPGA的SCI模块，实现低成本、高可靠性的通讯功能。主

要实现以下目标：

(1)研究SCI通信协议并完成硬件模块设计。

(2)选用高效的FPGA芯片，进行硬件模块的实现。

(3)结合RTOS实现SCI底层软件模块。

(4)基于STM32F103开发板进行板级测试，并进行性能测试和可靠性测试。

(5)编写SCI通讯驱动程序，实现上层应用的通讯功能。

3.研究方法和技术路线

(1)SCl协议研究和硬件设计：对SCI常用通信协议进行研究，根据协议特点和硬

件资源的限制设计硬件模块。

(2)FPGA芯片选型和硬件实现：选用适合本项目的FPGA芯片，根据硬件设计实

现硬件模块。

(3)RTOS开发：结合RTOS编写SCI底层软件模块，实现对硬件模块的驱动和控

制。

(4)板级测试：将开发板与PC机进行连接，进行通讯性能测试、可靠性测试等。

(5)通讯驱动程序编写：基于硬件模块和RTOS实现的SCI底层软件模块，编写

SCI驱动程序，实现上层应用的通讯功能。

4.预期成果与创新点

(1)完成基于FPGA的SCI底层硬件和软件系统的设计和实现。

(2)应用RTOS实现系统级开发和控制，提升系统的实时性和效率。

(3)在测试中，证明基于FPGA硬件系统的SCI通讯在实时性和可靠性等方面均能

满足通讯需求。

(4)本项目具有低成本、高可靠性及通用性等优势，在工业控制及其他行业方面

具有广泛的应用前景。

5.项目的时间安排及经费预算

(1)时间安排：

第1-2个月：SCI协议研究及硬件设计，选型FPGA芯片。

第3-4个月：硬件模块的实现，RTOS开发。

第5-6个月：板级测试及版本迭代。

第7-8个月：通讯驱动程序编写及测试验证。

第9-10个月：总结和论文撰写及答辩。

(2)经费预算：

FPGA芯片费用：500元

涉及软件和驱动程序的购买费用：1000元

工具设备费：800元

其他费用（如会议、交通费等）：500元

总计：2800元。