Datová komunikace mezi elektronickými zařízeními trakčních vozidel

Bc. Václav KOTORA

Master's thesis

Data communication between electronic devices of traction vehicles

Abstract:

První část práce se zabývá teoretickým popisem datových komunikací. Jsou zde popsána komunikační rozhraní, jako jsou UART, RS-232, RS-422, RS-485, SPI, I2C a sběrnice CAN. Druhá část práce je zaměřena na problematiku vzdáleného přehrání konfigurace hradlového pole. Cílem práce bylo navrhnout řešení vzdáleného přehrání konfigurace hradlového pole, které bude možné aplikovat v praxi v problematice trakčních vozidel. Jako zařízení MASTER byl zvolen osobní počítač, který podporuje rozhraní UART a obsahuje vhodný komunikační terminál. Komunikační terminál umožňuje odesílání řídících znaků a nového konfiguračního souboru pro hradlové pole. Zařízení SLAVE je realizováno vývojovým kitem s hradlovým polem řady MAX10 od výrobce Intel. Návrh celého systému probíhá ve vývojovém prostředí Quartus. Přínosem navrhovaného řešení je možnost přehrání konfigurace zařízení, které obsahuje hradlové pole, bez potřeby jakékoli mechanické manipulace se zařízením (zařízení se může nacházet na obtížně přístupném místě). Tím lze značně snížit časové i finanční náklady na servis daného zařízení. Pro účely této práce bylo zvoleno komunikační rozhraní UART, ale v praxi může být použito jakékoli rozhraní, které je popsáno v teoretické části této práce. V práci je detailně popsán postup při návrhu, který má za účel usnadnit orientaci v celém projektu.

Abstract:

First part of this thesis is focused on describing data communications. UART, RS-232, RS- 422, RS-485, SPI, I2C interfaces and CAN bus are described. Second part of this thesis is focused on remote update of programmable gate array. Aim of this thesis was suggested a solution remote update of programmable gate array which will be can applicated in traction vehicles. MASTER device is personal computer with UART interface and communication terminal. Communication terminal allows sending driving characters and new configuration file for programmable gate array. SLAVE device is realized by development kit with programmable gate array MAX10 by manufacturer Intel. Design of this system is designed in development environment Quartus. Benefit of this suggest solution is support remote update device consist of programmable gate array without mechanical manipulation with this device (device can be placed in a hard-to-reach location). Suggested solution reduce time and financial expenses. For the purpose of this thesis was used UART interface but in real application can be used another interface described in theoretical part of this thesis. Design of this system is detail described.

Keywords

Komunikační rozhraní, UART, RS-232, RS-485, RS-422, Ethernet, CAN, SPI, I2C, FPGA, hradlové pole, Quartus, NIOS II, Platform Designer, FTDI, JTAG

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 5. 2019

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Doc. Ing. Karel Noháč, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Electrical Engineering

Master programme / field:
Applied Electrical Engineering / Applied Electrical Engineering