摘 要：本文在研究中以汽车制动性能检测系统为核心，根据汽车制动系统，选取最优的汽车制动性能检测系统设计方案，列出系统框架，提出逻辑变成和自动化技术，提高汽车制动性能检测系统的有效性和实用性。
关键词：汽车；制动性能检测系统；设计
近几年，我国汽车制造行业得到了稳步的发展，从技术、检测引进发展到自主研发推广，由单一化性能检测，到如今已经发展为综合检测，得到较为显著的成效。特别是针对检测设备研制生产而言，逐渐和发达国家缩小差距，主要涉及到制动试验台和侧倾试验台等，自给自足，而且汽车制动性能检测系统逐渐朝着结构多样化的方向发展。
1 汽车制动性能检测系统的设计方案
针对传统制动性能检测系统而言，主要依托于工控和单片机融合的方式，进行数据采集与系统控制，依靠外围电路进行信号采集、信号传输以及信号调配，以 MCU进行系统运行控制。这种传统的制动性能检测系统可以实现开关量输入和单机片输出，但对信号采集精度要求高，在制动处理和模拟量输出等方面存在力不从心的情况，暴露出传统制动性能检测系统采集频率低、测量精度差等问题。对此，本文主要基于SOPC进行系统设计，以工控机+FPGA为核心进行数据采集与运行控制，对信号进行模拟传输，通过A/D转换器直接传输到FPGA中实现滤波处理，其他量也通过光电隔离技术传输都到FPGA中，其输出控制信号在光耦处理后再输送给各个控制单元，有效提高制动性能检测系统的可靠性与安全性。如图1所示，为了实现上位机与下位机之间的传输和通讯，系统加设串行通讯接口电路，使得下位机数据与信号及时输送到PC机中，并下达和显示出PC机的指令。
2 汽车制动性能检测系统的主控结构框架
在明確上述设计方案的基础上，设计汽车制动性能检测系统的主控结构，主要包括Nios处理器、LCD显示模块、制动力信号、ADC模块、速度信号等，采用分开设计的原则额，将主控系统划分为片内逻辑与片外设备等部分。
2.1 片内逻辑
片内逻辑主要是FPGA内部电路设计，涉及到系统模块与用户逻辑区域，依托于SOPC Builder自动生成，系统按照用户自主选择的IP自动生成相应的HDL描述文件，系统包含主外设与总线模块。而用户逻辑区内除了有用户自定义外设外，还有其他用户自定义逻辑，而Avalon总线则属于简单的总线结构，用在连接片处理器和外设，形成可编程芯片系统，描述主从构件连接和构件之间的通信时序关系。
2.2 片外设备
片外设备就是FPGA芯片外围电路，设计人员要根据系统要求进行逻辑电路设计和非逻辑电路设计，主要涉及到压力检测、隔离放大、A/D转换电路、串行通讯电路接口以及传输调理等，实现外围电路和FPGA接口的连接。
3 汽车制动性能检测系统的可编程逻辑器件控制系统
以可编程逻辑器件PLD为核心，这种逻辑电路可以以用户编程来实现特定逻辑功能的执行，通过未连接逻辑构成，利用编程下载的方式，把逻辑阵列连接在一起，形成逻辑功能器件，依托于大规模集成电路，通过EDA软件工具构建功能性数字硬件系统。在此过程中，应用PLD可以简化电路设计，控制系统设计成本，并有效提高汽车制动性能检测系统的安全性。该系统中包含嵌入式阵列块、快速互连通道、逻辑阵列块以及I/O单元，通过这四个模块的协调作业，在符合时序逻辑控制的基础上，还可以储存各种数据与运行参数，具体可表现为以下几点：
3.1 嵌入式阵列块
在系统运行中，嵌入式阵列块主要以储存功能为主，以此进行RAM、 FIFO以及双口RAM的设计，通过EAB来控制乘法器、状态机、复杂逻辑，进而及时检测出汽车制动系统性能和使用现状，实时性较强。
3.2 逻辑阵列块
由进位/级连链、逻辑单元、LAB控制信号、互连信号等构成，这一结构可以在设计过程中，便于内部高效布线，根据设计需要，各个逻辑阵列块之间进行连接，以满足高速复杂逻辑运算的目的。
3.3 快速互连通道
为逻辑单元和器件引脚间的连接提供条件，降低全局布线过程中的传输延时情况，进而保证整个系统的综合运作性能。
3.4 输入/输出单元
包含双向缓冲器与寄存器，利用寄存器进行外部信号输出，满足“时钟-输出”的信号输出要求，结合实际情况进行造成控制，实现信号传输的高效率。
4 结束语
综上所述，在汽车制动性能检测系统设计中，设计人员要对传统汽车制动性能检测系统进行综合分析，了解其不足支出，并引入SOPC进行系统设计，以工控机+FPGA为核心进行数据采集与运行控制，对信号进行模拟传输，进而及时检测出汽车制动系统性能和使用现状，保证系统的实用性与可靠性 。
参考文献：
[1]赵成刚.汽车制动性能检测与滑移率实时控制技术研究[D].西安：长安大学，2016.