采用CAN總線(xiàn)的工業(yè)自動(dòng)化平臺

輔助進(jìn)行演示與評估的特性
---我們向演示平臺添加了某些特性，以輔助對CAN總線(xiàn)功能進(jìn)行評估。這些特性介紹如下。F2810包括一個(gè)SCI接口，可通過(guò)電平轉換器（如SN75LV4737A）方便地連接到PC的UART。我們開(kāi)發(fā)了命令接口，允許從主機PC上的程序對總線(xiàn)操作進(jìn)行監視與控制。我們可使用該程序向其他節點(diǎn)發(fā)送控制消息，并監視CAN總線(xiàn)的狀態(tài)。在板上放置了幾個(gè)LED以顯示CAN總線(xiàn)何時(shí)工作、何時(shí)從PC接收命令等。

總線(xiàn)負載與訛誤（Corruption）
---這部分將描述用于給總線(xiàn)加載流量的電路系統及用于向總線(xiàn)注入錯誤條件的電路系統。
---總線(xiàn)負載
---現有兩種機制可給CAN總線(xiàn)加載流量。第一種機制為傳感器節點(diǎn)上的“滿(mǎn)溢數據包（flood packet）”發(fā)生器。數據包充滿(mǎn)總線(xiàn)的速率通過(guò)膝上型電腦或PC的GUI接口的下拉菜單項控制。合適的滿(mǎn)溢速率取決于總線(xiàn)的數據速率（1Mbps、500kbps、250kbps、125kbps）。表2顯示了就每種數據速率而言總線(xiàn)上的理論最大數據包負載，以及總線(xiàn)負載接近最大時(shí)GUI上可用的推薦速率。消息的位長(cháng)由以下方程式得出：
---L=SOF+MSGID+RTR+CTRL+（8·MSGLENGTH）+CRC+ACK+EOF+IFS+STUFF
---其中：
---* SOF是幀長(cháng)度的起點(diǎn)，1b。
---* MSGID是消息標識符長(cháng)度，11b
---* RTR是遠程傳輸請求的位長(cháng)，1b
---* CTRL是控制字段長(cháng)度，6b，其包括IDE（標志符擴展位）、r0（保留位）以及DLC（數據長(cháng)度）字段。
---* MSGLENGTH是消息所占字節的長(cháng)度。大多數消息為6B長(cháng)，其中一條消息為8字節長(cháng)。計算時(shí)假定為6B。
---* CRT是循環(huán)冗余碼的長(cháng)度，16bit。
---* ACK是確認比特（acknowledge bit）的長(cháng)度（此為2）。
---* EOF是幀結尾標志符長(cháng)度，7b
---* IFS是消息間的最小總線(xiàn)幀間間隔時(shí)間，7b。
---* STUFF是因填充位（stuff bit）造成的消息額外時(shí)間。長(cháng)串零之后總線(xiàn)將強制進(jìn)行轉移，我們假定消息與消息標志符的填充位最大數為（11+48）/5b。
---第二種機制可用來(lái)使總線(xiàn)負載超出其容量。馬達旋轉的速率決定著(zhù)馬達速度數據包載入總線(xiàn)的速率。馬達速度從零開(kāi)始上升時(shí)，總線(xiàn)的負載也逐漸加大。在某一點(diǎn)上，傳感器節點(diǎn)上“滿(mǎn)溢數據包”發(fā)生器的低優(yōu)先級數據包及馬達節點(diǎn)的馬達數據包將被延遲，從而使得更高優(yōu)先級的流量可進(jìn)入總線(xiàn)。系統監控節點(diǎn)檢測延遲的消息，通過(guò)使揚聲器發(fā)出卡嗒聲表明發(fā)生了消息延遲。因此，揚聲器卡嗒聲表明總線(xiàn)仲裁正在工作，使得低優(yōu)先級的數據滿(mǎn)溢及馬達位置數據包延遲，以支持高優(yōu)先級數據包的傳輸。
總線(xiàn)訛誤
---系統監控節點(diǎn)還包括在GUI接口控制下向總線(xiàn)注入錯誤條件的功能?？偩€(xiàn)訛誤器能夠對總線(xiàn)進(jìn)行以下工作：
---* 打開(kāi)系統監控板上總線(xiàn)連接器與CAN收發(fā)器之間的CAN_high line
---* 打開(kāi)系統監控板上總線(xiàn)連接器與CAN收發(fā)器之間的CAN_low line
---* 短路CAN_high line為5V
---* 短路CAN_low line為5V
---* 短路CAN_high line為接地
---* 短路CAN_low line為接地
---* 同時(shí)短路CAN_high line與CAN_high line
---* 去除CAN線(xiàn)路之間的終端
---* 在CAN線(xiàn)路間安裝更多的終端
---還可以產(chǎn)生另一種錯誤：
---* 使CAN節點(diǎn)斷電（將一塊板從電源上拔下）
---就上述大多數錯誤而言，總線(xiàn)將停止工作。上述某些錯誤條件將導致總線(xiàn)出錯率下降。我們可通過(guò)GUI接口提供的統計數據查看錯誤條件的影響。我們要求CAN收發(fā)器能夠承受上述錯誤條件并在故障去除后恢復相同的出錯率性能。