基于A(yíng)RM7的MVB_CAN網(wǎng)關(guān)設計

摘要：介紹了用于機車(chē)內部數據通訊的MVB網(wǎng)絡(luò )和CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的報文結構，給出了MVB-CAN總線(xiàn)網(wǎng)關(guān)的硬件和軟件實(shí)現方法。
關(guān)鍵詞：MVB；CAN；MVB-CAN網(wǎng)關(guān)

0 引言
隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，機車(chē)信息化控制技術(shù)向著(zhù)更高的方向發(fā)展。為此，IEC制定出新的列車(chē)通信網(wǎng)路國際標準TCN(機車(chē)通信
網(wǎng)絡(luò ))，以滿(mǎn)足列車(chē)微機控制系統中對車(chē)載數據通信網(wǎng)提出的新要求。
按照TCN標準，列車(chē)通信網(wǎng)可分為兩級：第一級是WTB絞線(xiàn)式列車(chē)總線(xiàn)(Wired Train Bus)，可實(shí)現車(chē)輛間的數據通信；第二級是MVB(Mul-
tifunction Vehicle bus)多功能車(chē)輛總線(xiàn)，主要實(shí)現同一個(gè)車(chē)輛內各個(gè)功能控制單元之間的數據通信。
多功能車(chē)輛總線(xiàn)(MVB)是主要用于有互操作性和互換性要求的互連設備之間進(jìn)行串行數據通信的一種總線(xiàn)，MVB以其高實(shí)時(shí)性、高可靠性及可管理性等多方面的優(yōu)勢而廣泛的應用在列車(chē)總線(xiàn)控制當中。
控制器局部網(wǎng)(CAN-CONTROLLER AREANETWORK)是BOSCH公司為現代汽車(chē)應用推出的一種多主機局部網(wǎng)。由于該網(wǎng)的卓越性能，現已廣泛應用于工業(yè)自動(dòng)化、多種控制設備、交通工具、醫療儀器以及建筑、環(huán)境控制等眾多領(lǐng)域。
對于現在的機車(chē)總線(xiàn)通信，MVB總線(xiàn)主要應用在單臺機車(chē)內的車(chē)載設備間的通訊，而CAN總線(xiàn)則用于車(chē)載設備內部模塊間的數據通訊。因
此，實(shí)現CAN總線(xiàn)與MVB總線(xiàn)之間的通信就成為工程實(shí)踐中一個(gè)必須解決的問(wèn)題。

1 報文
1．1 CAN報文
CAN報文主要包括數據幀、遠程幀、出錯幀、超載幀等四種幀。
在總線(xiàn)中傳送的報文，每幀一般由7部分組成。CAN協(xié)議支持兩種報文格式，它們之間唯一的不同是標識符(ID)長(cháng)度不同。它們的標準格
式為11位，擴展格式為29位。
在標準格式中，報文的起始位通常也稱(chēng)為幀起始(SOF)，之后，一般是由11位標識符和遠程發(fā)送請求位(RTR)組成的仲裁場(chǎng)。RTR位用于標明是數據幀還是請求幀，請求幀中沒(méi)有數據字節?？刂茍?chǎng)的包括的標識符擴展位(IDE)用于指出是標準格式還是擴展格式。此外，它還包括一個(gè)保留位，以便為將來(lái)擴展使用。它的最后四個(gè)字節用來(lái)指明數據場(chǎng)中數據的長(cháng)度(DLC)。數據場(chǎng)范圍為0～8個(gè)字節，其后有一個(gè)檢測數據錯誤的循環(huán)冗余檢查(CRC)。CAN的標準幀格式如圖1所示。

應答場(chǎng)通常(ACK)包括應答位和應答分隔符。發(fā)送站發(fā)送的這兩位均為隱性電平(邏輯1)，這時(shí)，正確接收報文的接收站會(huì )發(fā)送主控電平(邏輯0)覆蓋它。用這種方法，發(fā)送站可以保證網(wǎng)絡(luò )中至少有一個(gè)站能正確接收到報文。報文的尾部應由幀結束標出。在相鄰的兩條報文間有一很短的間隔位，如果這時(shí)沒(méi)有站進(jìn)行總線(xiàn)存取，則總線(xiàn)將處于空閑狀態(tài)。
1．2 MVB報文
MVB報文主要包括兩種幀：主幀和從幀。其中主幀只能由總線(xiàn)主設備發(fā)送，而從幀則為響應主幀而由從設備發(fā)送。
主幀應傳送16位數據字，發(fā)送的數據字的第一位應為它的最高有效位，用bit0來(lái)表示，其內容為16位字中的最高前四位，應為FCODE。次有效的后12位用于表示Focde所指定的地址或參數。因此，主幀有固定的格式，為34 bit(9 bit主幀分界符+16 bit數據位+8 bit校驗位+1bit終止分界符)。一個(gè)主幀應以主起始分界符開(kāi)始，其后為16位幀數據，接著(zhù)為8位校驗序列。MVB的主幀格式如圖2所示。

一個(gè)從幀應以從幀起始分界符開(kāi)始，接著(zhù)為16、32、64、128或256位幀數據，在每64個(gè)數據位后還包含一個(gè)8位的校驗序列或當幀數據只有16或32位時(shí)將一個(gè)8位的校驗序列附在其后，其MVB的從幀格式如圖3所示。