Progetto e realizzazione di un simulatore di nodo CAN per validazione model-in-the-loop e hardware-in-the-loop = Design and implementation of a CAN node simulator for model-in-the-loop and hardware-in-the-loop validation

Implementazione di un sistema di emulazione di una periferica CAN basato su Lauterbach Trace32 con intefacciamento verso simulatori di rete e/o dispositivi fisici. Il protocollo CAN è uno standard seriale asincrono di comunicazione utilizzato principalmente nell’industria automotive grazie alla sua robustezza, velocità, ed economicità. Esso ha trovato largo impiego nell’industria dell’automotive per la comunicazione e lo scambio di dati fra ECU all’interno degli autoveicoli. La comunicazione implementata dal protocollo è di tipo multicast ossia il mittente inoltra l’informazione ad un gruppo di destinatari senza dover precisare un destinatario specifico. Uno dei vantaggi di questo protocollo quindi è che se più messaggi devono essere trasmessi contemporaneamente, solo il messaggio con priorità più alta riuscirà a prendere possesso del bus e ad effettuare la comunicazione mentre gli altri riproveranno a comunicare successivamente. Questo tipo di comunicazione inoltre introduce un meccanismo di rilevamento e confinamento degli errori per il quale sia il trasmettitore che il ricevitore riescono a capire se è stato commesso un errore. Questa tesi ha come obiettivo quello di implementare la simulazione di una periferica CAN attraverso il simulatore di istruzioni Lauterbach TRACE32. Lo scopo di questa simulazione è quello di riuscire a simulare l’inizializzazione, la configurazione e la comunicazione di una periferica CAN in modo da testare e validare il software applicativo senza la necessità di possedere fisicamente l’hardware e per risolvere più velocemente ed efficientemente bug e problemi in fase di sviluppo utilizzando i tool messi a disposizione dal simulatore di istruzioni. Durante il lavoro di tesi per lo scopo di simulazione è stato scelto come microcontrollore di riferimento il microcontrollore AURIX TriCore TC39x della Infineon Technologies che è un microcontrollore a 32 bit di fascia alta che integra al suo interno una periferica MCMCAN. Come strumento di simulazione è stato usato invece il simulatore di istruzioni TRACE32 fornito da Lauterbach GmbH. Questo simulatore di istruzioni oltre che simulare e permettere il debug delle istruzioni della Central Processing Unit di un sistema embedded permette la simulazione e l’interazione con le periferiche supportate dal microcontrollore. Il modello di simulazione delle periferiche contiene tutte le funzioni ed i registri dei vari moduli supportati dal microcontrollore. Qsuesto modello è immagazzinato in una DLL che viene caricata all’avvio del simulatore di istruzioni e interagisce direttamente con esso durante la simulazione ricevendo e mandando dati verso il processore.