車(chē)身中央控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　作為分布式車(chē)身控制系統(tǒng)的主節(jié)點(diǎn)，BCM與其它節(jié)點(diǎn)通過(guò)LIN總線進(jìn)行通訊，采用LIN物理層收發(fā)器TJA1021和MCU片上外設(shè)UART完成LIN接口電路的設(shè)計(jì)，如圖5所示。TJA1021是Philips(編者注：現(xiàn)在是NXP公司)的LIN物理層芯片，波特率高達(dá)20kbit/s，實(shí)現(xiàn)總線波形整形和電平轉(zhuǎn)換功能[3]，具有很高的抗電磁干擾性和極低的電磁發(fā)射，可以滿足汽車(chē)環(huán)境的苛刻要求。它內(nèi)部集成從機(jī)端電阻，在從機(jī)節(jié)點(diǎn)應(yīng)用中無(wú)須再外接電阻便可以實(shí)現(xiàn)LIN總線的阻抗匹配，BCM是LIN主節(jié)點(diǎn)，如圖5所示，需要外接1k主機(jī)端電阻到VEE。

　　LIN總線數(shù)據(jù)采取SCI格式，將TJA1021的TXD和RXD連接到MCU的UART發(fā)送和接收引腳上，便可以在UART上以軟件的形式實(shí)現(xiàn)LIN的數(shù)據(jù)鏈路層。由于LIN在物理上為單線形式，發(fā)送和接收都是在LIN線上進(jìn)行的，所以發(fā)送也會(huì)觸發(fā)接收，這樣便可以將其數(shù)據(jù)鏈路層的實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一到UART的接收處理函數(shù)中來(lái)。該部分可以根據(jù)LIN幀的格式以狀態(tài)機(jī)的形式實(shí)現(xiàn)[4]。

　　BCM做為車(chē)身控制系統(tǒng)的LIN主節(jié)點(diǎn)，以時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的方式調(diào)度著LIN報(bào)文的傳輸，當(dāng)時(shí)間片到達(dá)時(shí)，BCM發(fā)送包括間隔場(chǎng)、同步場(chǎng)和PID在內(nèi)的幀頭[5]，然后由各個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)該P(yáng)ID決定接收數(shù)據(jù)場(chǎng)還是發(fā)送數(shù)據(jù)場(chǎng)。時(shí)間片的輪轉(zhuǎn)是基于調(diào)度表實(shí)現(xiàn)的，定義如下形式的結(jié)構(gòu)體實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)度表?xiàng)l目的管理。

　　typedef struct

　　{

　　uchar handle;

　　uchar pid;

　　uchar mode;

　　uchar *data;

　　uchar datalen;

　　uchar ticks;

　　}l_sch_table_item;

　　其中handle為調(diào)度表?xiàng)l目索引，每次時(shí)間片輪轉(zhuǎn)時(shí)加一，輪轉(zhuǎn)到調(diào)度表表尾時(shí)切換到調(diào)度表表頭繼續(xù)輪轉(zhuǎn)，pid為L(zhǎng)IN報(bào)文的Protected ID，mode表示該幀數(shù)據(jù)場(chǎng)是由BCM發(fā)送還是由其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送，data為數(shù)據(jù)場(chǎng)，datalen為數(shù)據(jù)場(chǎng)長(zhǎng)度，ticks定義時(shí)間片長(zhǎng)度即該幀和下一幀的時(shí)間間隔。

　　LIN幀調(diào)度表為l_sch_table_item結(jié)構(gòu)體數(shù)組，根據(jù)當(dāng)前調(diào)度表?xiàng)l目的ticks決定時(shí)間片計(jì)時(shí)時(shí)間，超時(shí)發(fā)生時(shí)，切換當(dāng)前時(shí)間片，同時(shí)切換調(diào)度表?xiàng)l目，這樣便實(shí)現(xiàn)了LIN報(bào)文的輪轉(zhuǎn)調(diào)度。

　　結(jié)語(yǔ)

　　本文針對(duì)某車(chē)型分析了其車(chē)身控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從輸入信號(hào)檢測(cè)、輸出控制和LIN通訊三個(gè)方面，描述了其車(chē)身中央控制器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，該控制器經(jīng)裝車(chē)試驗(yàn)，運(yùn)行良好，功能穩(wěn)定，有很高的實(shí)用價(jià)值。