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System-on-Chip
VHDL-Modellierung einer Geschwindigkeitsregelung für ein autonomes Fahrzeug implementiert auf einer SoC-Plattform
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In der Automobiltechnik werden Fahrerassistenzsysteme zur Regelung von Systemeigenschaften wie Geschwindigkeit oder Abstand eingesetzt. Hierfür ist es bedeutsam, dass das System einen guten Kenntnisstand seiner äußeren Umstände hat und in sehr kurzer Zeit geeignete Szenarien zur schnellen Reaktion berechnen kann. Zur Erfüllung der Echtzeitanforderungen eignen sich FPGA basierte System-on-Chips. In der vorliegenden Arbeit wird eine VHDL-Modellierung einer Geschwindigkeitsregelung für ein autonomes Fahrzeug vorgestellt. Eine regelungstechnische Analyse der Regelstrecke liefert sowohl die Übertragungsfunktion als auch die Reglerparameter. Das Geschwindigkeitsregelsystem besteht aus einer 3-stufigen Pipeline mit einer Anti- Windup Begrenzung. Zusätzlich ist zur Bestimmung der Ist-Geschwindigkeit ein FSM-gesteuerter Pulszähler und zur Ansteuerung des Motors ein taktflankengesteuertes PWM-Modul integriert. Dieses Subsystem einer Fahrzeugsteuerungsplattform ist als Peripheriekomponente an ein MicoBlaze Bussystem gekoppelt. Mit SW-Modulen wird die Einstellung des PI-Reglers, das Data-Logging und die Interruptgenerierung für die globale Zeitgebung gesteuert.
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