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龙图腾网获悉天津讯联科技有限公司申请的专利一种16路CAN、16路串口数据收发的FPGA实现方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120560131B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510991719.4，技术领域涉及：G05B19/042；该发明授权一种16路CAN、16路串口数据收发的FPGA实现方法是由张晓楠;严称灵;王继胜;张春泽设计研发完成，并于2025-07-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种16路CAN、16路串口数据收发的FPGA实现方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种16路CAN、16路串口数据收发的FPGA实现方法，包括以下步骤：利用XC7Z045FFG900‑2的处理系统PS与可编程逻辑PL协同工作的特性构建适用于16路CAN和16路串口数据高效收发的硬件架构；配置PL侧的CAN总线控制器；配置PL侧的串口收发芯片；实现PL侧的乒乓缓冲功能；建立寄存器映射；实现PL侧与PS侧的双AXI接口协同交互机制。本发明所述的有益效果：采用乒乓缓冲技术和FPGA的并行处理能力，实现16路CAN和16路串口数据的高效并发处理；通过合理的硬件设计和寄存器配置，确保CAN总线和串口通信的稳定性；基于FPGA的可编程特性，根据不同的应用需求对系统进行灵活的配置和调整；充分发挥XC7Z045FFG900‑2硬件平台的优势，合理分配和利用PL侧和PS侧的资源。

本发明授权一种16路CAN、16路串口数据收发的FPGA实现方法在权利要求书中公布了：1.一种16路CAN、16路串口数据收发的FPGA实现方法，其特征在于： 基于XC7Z045FFG900‑2硬件平台，利用XC7Z045FFG900‑2的处理系统PS与可编程逻辑PL协同工作的特性，构建适用于16路CAN和16路串口数据高效收发的硬件架构； 构建适用于16路CAN和16路串口数据高效收发的硬件架构，包括以下步骤： S1、配置PL侧的CAN总线控制器； S2、配置PL侧的串口收发芯片； S3、实现PL侧的乒乓缓冲功能； S4、建立寄存器映射； S5、实现PL侧与PS侧的双AXI接口协同交互机制； 在步骤S5中，实现PL侧与PS侧的双AXI接口协同交互机制，包括： S51、通过AXI_GP接口进行数据交互：PS侧通过AXI_GP接口对寄存器进行读写，实现对PL侧各模块的配置与状态监控； S52、通过AXI_HP接口结合DDR3存储器进行数据交互：PL侧与PS侧通过AXI_HP接口结合DDR3存储器进行数据传输； S53、在AXI总线数据传输过程中，运用突发传输、数据缓存与仲裁的优化策略； 在步骤S3中，实现PL侧的乒乓缓冲功能，包括： S31、为16路CAN数据和16路串口数据分别设计两个大小相同的FIFO缓冲区； S32、每个FIFO缓冲区使用独立的读写指针，读写指针的设计采用格雷码编码方式，在FIFO缓冲区中设置满标志和空标志； S33、利用乒乓缓冲区的控制逻辑进行读写操作； 在步骤S33中，利用乒乓缓冲区的控制逻辑进行读写操作，包括： S331、当一个缓冲区正在进行数据写入操作时，另一个缓冲区进行数据读取操作； S332、当写入缓冲区的数据达到指定数量或满足设定条件时，通过控制逻辑切换到另一个缓冲区进行写入操作，同时将之前写入缓冲区中的数据进行处理或传输到PS侧； 在步骤S4中，建立寄存器映射，包括： S41、分层式划分寄存器地址空间，并设置读写校验机制； S42、寄存器空间依据功能进行划分，涵盖CAN总线控制器配置区、串口收发芯片配置区、乒乓缓冲区和状态监控区的多个功能区域，每个区域分配独立的地址段； 在步骤S51中，通过AXI_GP接口进行数据交互，包括： S511、当PS侧对PL侧的寄存器进行写操作时，通过AXI_GP接口向指定的寄存器地址发送写请求和数据，PL侧接收到请求后，将数据写入对应的寄存器； S512、在读取操作中，PS侧通过AXI_GP接口向PL侧发送读请求，指定要读取的寄存器地址，PL侧将该寄存器中的数据通过AXI_GP接口返回给PS侧； 在步骤S52中，通过AXI_HP接口结合DDR3存储器进行数据交互，包括： S521、当PL侧的乒乓缓冲区中的数据处理完成后，通过AXI_HP接口将数据写入DDR3中； S522、在写入过程中，PL侧会根据数据的来源和通道编号，将数据有序地存储在DDR3的设定区域； S523、PS侧通过AXI_HP接口从DDR3中读取数据； S524、PS侧根据数据存储的地址信息，定位到所需的数据，并将其读取到PS侧进行处理和分析； S525、当PS侧有处理后的数据需要发送到PL侧时，先将数据通过AXI_HP接口写入DDR3中，PL侧再从DDR3中读取数据，并通过相应的CAN总线或串口进行发送。

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