FlexRay 통신 제어기의 FPGA 설계 = FPGA implementation of FlexRay communication controller

국문 초록 (Abstract)

최근에 자동차는 기계, 통신 및 전자공학의 발전으로 인하여 운전자의 안전성을 향상시키기 위한 지능형 자동차에 대한 관심이 높아지고 있다. 이로 인하여 지능형 자동차에 관한 안전 및 연비 향상이 요구되고 있으며 차량 내 전자장치의 수가 기하급수적으로 늘어남에 따라 자동차 내 전자시스템의 복잡성이 급증하게 되었고 이로 인한 기술적 안정성 확보가 요구되고 있다.
이러한 문제들로 인하여 최근에 차량 내 네트워크에 대한 연구가 활발하게 연구되고 있다. 특히, 첨단 시스템들이 증가함에 따라 ECU가 독립적으로 처리를 수행하고 네트워크를 통하여 정보를 공유하는 방식에 대한 연구가 중요하게 다루어지고 있다.
본 논문에서는 차세대 차량용 네트워크로 주목받고 있는 FlexRay 통신의 Protocol을 제어하는 고성능의 FlexRay 통신 제어기 IP를 설계하였다. 각 프로세서 모듈은 RTL을 이용하여 설계 및 검증을 하였으며 설계 된 통신 제어기는 Tx/Rx의 Buffer 수를 조정 할 수 있는 가변의 Tx/Rx 버퍼를 제공함으로써 기존의 통신 제어기 대비 빠른 통신 속도 결과를 얻을 수 있었다. 제안한 FlexRay 통신 제어기는 xilinx사 Vivado 2016.03 Tool의 ZYNQ-7 ZC702 Evaluation Board를 타겟으로 검증하였으며 성공적으로 동작함을 확인하였다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 제2장 FlexRay 통신 3
• 제1절 FlexRay 통신이란 3
• 1. FlexRay 통신 동작원리 3
• 2. FlexRay 통신 프레임 5
• 가. Header 세그먼트 5
• 나. Payload 세그먼트 6
• 다. Trailer 세그먼트 6
• 3. FlexRay 통신 전송방식 7
• 제2절 FlexRay 통신 제어기 구조 10
• 제3장 RTL 기반의 FlexRay 통신 제어기 설계 16
• 제1절 Register description 16
• 1. FlexRay 통신 제어기 core 16
• 가. Startup setup 17
• 나. Startup command 18
• 다. Protocol Operation Control state 18
• 라. Startup state 19
• 마. Wakeup state 19
• 2. FlexRay 통신 제어기 Tx 20
• 가. Tx_buffer 21
• 나. Tx_header1 21
• 다. Tx_header2 22
• 라. Tx_trg 22
• 마. Tx_msg_type 23
• 바. Tx_option 23
• 사. Tx_bytes 23
• 3. FlexRay 통신 제어기 Rx 24
• 가. ID_Filter 25
• 나. MSG_CNT 25
• 다. Message_status 25
• 라. Header 26
• 마. Rx_bytes 26
• 바. Rx_read 26
• 제4장 FlexRay 통신 제어기 설계 검증 27
• 제1절 검증 방법 27
• 제2절 검증 결과 28
• 제5장 결론 34
• 참고문헌 35
• ABSTRACT 37