acceleration sensor spi emulator universitatea “politehnica” din timiŞoara facultatea de...

12
Acceleration Sensor SPI Emulator UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN TIMIŞOARA FACULTATEA DE ELECTRONICĂ ŞI TELECOMUNICAŢII DEPARTAMENTUL DE ELECTRONICĂ APLICATĂ Author: MIHĂILESCU Andrei-Bogdan Thesis adviser: Associate Professor Ph.D. Eng. JIVEŢ Ioan TIMIŞOARA 2010

Upload: marion-dickerson

Post on 02-Jan-2016

239 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: Acceleration Sensor SPI Emulator UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN TIMIŞOARA FACULTATEA DE ELECTRONICĂ ŞI TELECOMUNICAŢII DEPARTAMENTUL DE ELECTRONICĂ APLICATĂ

Acceleration Sensor SPI Emulator

UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN TIMIŞOARAFACULTATEA DE ELECTRONICĂ ŞI TELECOMUNICAŢII

DEPARTAMENTUL DE ELECTRONICĂ APLICATĂ

Author: MIHĂILESCU Andrei-Bogdan

Thesis adviser:Associate Professor Ph.D. Eng. JIVEŢ Ioan

TIMIŞOARA2010

Page 2: Acceleration Sensor SPI Emulator UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN TIMIŞOARA FACULTATEA DE ELECTRONICĂ ŞI TELECOMUNICAŢII DEPARTAMENTUL DE ELECTRONICĂ APLICATĂ

© TRW Automotive Inc. 20092

Acknowledgement

The present diploma project has been developed in the period 15th September 2009- 30th June 2010 as a research project in collaboration with “Politehnica” University Timişoara,

„eAustria” Research Institute Timişoara and “BeeSpeed Automatizări” Timişoara (as a subcontractor for TRW, CIAT

department, from Koblenz, Germany).

Page 3: Acceleration Sensor SPI Emulator UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN TIMIŞOARA FACULTATEA DE ELECTRONICĂ ŞI TELECOMUNICAŢII DEPARTAMENTUL DE ELECTRONICĂ APLICATĂ

© TRW Automotive Inc. 20093

Presentation Overview

1. Why this project?

2. Architecture overview

3. Sensor

4. CPLD

5. Microcontroller

6. Big Picture

7. Questions

Page 4: Acceleration Sensor SPI Emulator UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN TIMIŞOARA FACULTATEA DE ELECTRONICĂ ŞI TELECOMUNICAŢII DEPARTAMENTUL DE ELECTRONICĂ APLICATĂ

© TRW Automotive Inc. 20094

Why this project?

1. Title explanation SPI

(Serial Peripheral Interface)

with

2. Target use

Page 5: Acceleration Sensor SPI Emulator UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN TIMIŞOARA FACULTATEA DE ELECTRONICĂ ŞI TELECOMUNICAŢII DEPARTAMENTUL DE ELECTRONICĂ APLICATĂ

© TRW Automotive Inc. 20095

Architecture overview

Page 6: Acceleration Sensor SPI Emulator UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN TIMIŞOARA FACULTATEA DE ELECTRONICĂ ŞI TELECOMUNICAŢII DEPARTAMENTUL DE ELECTRONICĂ APLICATĂ

© TRW Automotive Inc. 20096

Sensor

VTI SCA2120-D07 Accelerometer:

Page 7: Acceleration Sensor SPI Emulator UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN TIMIŞOARA FACULTATEA DE ELECTRONICĂ ŞI TELECOMUNICAŢII DEPARTAMENTUL DE ELECTRONICĂ APLICATĂ

© TRW Automotive Inc. 20097

CPLD

Xilinx XC95288XL CPLD:•6 ns. pin to pin login delay•System frequency up to 208 Mhz•Available in 144 pin TQFP package (easy soldering, even by hand)•Low power operation•5V tolerant I/O pins accept 5V, 3.3 V and 2.5 V signals•In-system programmable•Local clock inversion with 3 global and 1 product-term clocks•Full IEEE Standard 1149.1 boundary scan (JTAG)•6400 usable gates•288 macrocells

Page 8: Acceleration Sensor SPI Emulator UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN TIMIŞOARA FACULTATEA DE ELECTRONICĂ ŞI TELECOMUNICAŢII DEPARTAMENTUL DE ELECTRONICĂ APLICATĂ

© TRW Automotive Inc. 20098

CPLD role

MISO

MOSI

VSC_CLK

CSB

VSCCPLD

Sensor

uC

Data

Sync

CLK_C164

MISOOperation:-Step 1: ‘understand’ request from the VSC-Step 2: see if data is available from the uC or information is to be parsed directly from the sensor-Step 3:send the data to the VSC.

uC-CPLD SPI timing diagram

Page 9: Acceleration Sensor SPI Emulator UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN TIMIŞOARA FACULTATEA DE ELECTRONICĂ ŞI TELECOMUNICAŢII DEPARTAMENTUL DE ELECTRONICĂ APLICATĂ

© TRW Automotive Inc. 20099

uC

uC Board:TQM164C minimodule

uC Role:•ADC port information •CAN (Controller Area Network)•Hardware-in-the-Loop interface•Transmission of simulation valuesTo the CPLD (3-wire SPI)

Page 10: Acceleration Sensor SPI Emulator UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN TIMIŞOARA FACULTATEA DE ELECTRONICĂ ŞI TELECOMUNICAŢII DEPARTAMENTUL DE ELECTRONICĂ APLICATĂ

© TRW Automotive Inc. 200910

uC Role

X_axis

Y_axis

Z_axis

ADC

Input

Data

Sync

CLKTemperature

CAN

ADC information processing:

Acceleration:Voltage range is 0…3.3V.0g value = 1.65 VResolution: 0.59V/g

Temperature:Voltage range is 0… 3.3V23°C value= 1.65 VResolution: 10mV/°C

uC-CPLD SPI timing diagram

Frame D15

D14

D13

D12

D11

D10

D9 D8

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

X x x 0 0 12bit Data ( Dout15…4)

Y x x 0 1 12bit Data ( Dout15…4)

Z x x 1 0 12bit Data

Temp x x 1 1 x x 10bit Data

Page 11: Acceleration Sensor SPI Emulator UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN TIMIŞOARA FACULTATEA DE ELECTRONICĂ ŞI TELECOMUNICAŢII DEPARTAMENTUL DE ELECTRONICĂ APLICATĂ

© TRW Automotive Inc. 200911

“Big picture”

CPLD uC

ADC interface

Sensor

Page 12: Acceleration Sensor SPI Emulator UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN TIMIŞOARA FACULTATEA DE ELECTRONICĂ ŞI TELECOMUNICAŢII DEPARTAMENTUL DE ELECTRONICĂ APLICATĂ

© TRW Automotive Inc. 200912

Conclusion

TRW Hardware-in-the-Loop System

Circuit capabilities:

-Simulation capabilities of the acceleration sensor

-Analogical input for simulation values thru ADC port;

-Fault injection capabilities

-CAN simulation values injection and debugging (in progress)

-Integration with Hardware-in-the-Loop system for TRW