基于CAN總線(xiàn)的客車(chē)信息集成系統的設計

3.2 網(wǎng)關(guān)與總線(xiàn)接口

網(wǎng)關(guān)選用philips公司lpc2101微控制器，它是一款基于支持實(shí)時(shí)仿真的arm7tdmi-s cpu，并帶有8kb和32kb嵌入的高速flash存儲器。128位寬度的存儲器接口和獨特的加速結構使32位代碼能夠在最大時(shí)鐘速率下運行。這可以使得中斷服務(wù)程序和dsp算法中重要功能的性能較thumb模式提高30%。對代碼規模有嚴格控制的應用可使用16位thumb模式將代碼規模降低超過(guò) 30%，而性能的損失卻很小。它內部集成2個(gè)can控制器，主要特性有：?jiǎn)蝹€(gè)總線(xiàn)上的數據傳輸率高達1mb/s;32位寄存器和ram訪(fǎng)問(wèn);兼容 can2.0b;全局驗收濾波器可以識別所有的11位和9位rx標志符;驗收濾波器為選擇的標準標志符提供full can style自動(dòng)接收。

can收發(fā)器選用philips公司的tja1050接口芯片，tja1050可以為總線(xiàn)提供差動(dòng)發(fā)送性能，為can控制器提供差動(dòng)接收性能。

lpc2101微控制器分別通過(guò)光電耦合電路和高速can總線(xiàn)收發(fā)器tja1050于兩路can總線(xiàn)相連。兩路 can的連接方式基本相同，can總線(xiàn)驅動(dòng)器都采用帶隔離的dc/dc模塊單獨供電。這樣不僅實(shí)現了兩路can接口之間的電氣隔離，也實(shí)現了網(wǎng)關(guān)與can 總線(xiàn)的隔離。網(wǎng)關(guān)與總線(xiàn)結構如圖3所示。

圖3 網(wǎng)關(guān)與can總線(xiàn)接口結構

4 系統軟件設計

can/can網(wǎng)關(guān)的主要功能是實(shí)現兩路can網(wǎng)段之間的數據過(guò)濾及轉發(fā)，由于城市客車(chē)信息集成控制系統中對通訊實(shí)時(shí)性的要求，在進(jìn)行軟件設計時(shí)要做到數據存儲和轉發(fā)的時(shí)間盡可能短。為了達到這一要求，數據的接收采用irq方式，而且由于動(dòng)力總成控制子系統的數據通信量明顯高于車(chē)身控制子系統，因此將連接動(dòng)力控制總成子系統的can1接受優(yōu)先級設置最高，而連接車(chē)身控制子系統can2優(yōu)先級次之，同時(shí)盡量精簡(jiǎn)中斷服務(wù)程序，使系統的響應時(shí)間盡量的短。

由于傳輸速率不同，高低速can網(wǎng)絡(luò )之間的數據傳輸是不同的。當高速can網(wǎng)絡(luò )數據向低速can傳輸時(shí)，需要加入軟緩存進(jìn)行暫時(shí)的存儲;當低速can網(wǎng)絡(luò )數據向高速can網(wǎng)絡(luò )傳輸時(shí)，可直接傳輸。整體流程如圖4所示。

圖4 高低速can網(wǎng)關(guān)通信流程

5 結束語(yǔ)

can總線(xiàn)以其高性能、高可靠性及其獨特的設計越來(lái)越受到人們的重視，并被公認為是汽車(chē)控制網(wǎng)絡(luò )中最有前途的總線(xiàn)之一。本文給出了一個(gè)具有高低速can網(wǎng)絡(luò )的城市客車(chē)信息集成控制網(wǎng)絡(luò )的設計方案，介紹了lpc2101微控制器在該can網(wǎng)絡(luò )中作為高低速網(wǎng)關(guān)的軟硬件設計。汽車(chē)計算機控制單元能夠通過(guò)can總線(xiàn)共享所有信息和資源，達到簡(jiǎn)化布線(xiàn)、減少傳感器數量、避免控制功能重復、提高系統可靠性和維護性、降低成本、更好地匹配和協(xié)調各個(gè)控制系統的目的。