基于CAN總線的客車信息集成系統(tǒng)的設(shè)計

3.2 網(wǎng)關(guān)與總線接口

網(wǎng)關(guān)選用philips公司lpc2101微控制器，它是一款基于支持實時仿真的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(jié)構(gòu)使32位代碼能夠在最大時鐘速率下運行。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(guī)模有嚴(yán)格控制的應(yīng)用可使用16位thumb模式將代碼規(guī)模降低超過 30%，而性能的損失卻很小。它內(nèi)部集成2個can控制器，主要特性有：單個總線上的數(shù)據(jù)傳輸率高達(dá)1mb/s;32位寄存器和ram訪問;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(biāo)志符;驗收濾波器為選擇的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)志符提供full can style自動接收。

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

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

圖3 網(wǎng)關(guān)與can總線接口結(jié)構(gòu)

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計

can/can網(wǎng)關(guān)的主要功能是實現(xiàn)兩路can網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)過濾及轉(zhuǎn)發(fā)，由于城市客車信息集成控制系統(tǒng)中對通訊實時性的要求，在進(jìn)行軟件設(shè)計時要做到數(shù)據(jù)存儲和轉(zhuǎn)發(fā)的時間盡可能短。為了達(dá)到這一要求，數(shù)據(jù)的接收采用irq方式，而且由于動力總成控制子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信量明顯高于車身控制子系統(tǒng)，因此將連接動力控制總成子系統(tǒng)的can1接受優(yōu)先級設(shè)置最高，而連接車身控制子系統(tǒng)can2優(yōu)先級次之，同時盡量精簡中斷服務(wù)程序，使系統(tǒng)的響應(yīng)時間盡量的短。

由于傳輸速率不同，高低速can網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳輸是不同的。當(dāng)高速can網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)向低速can傳輸時，需要加入軟緩存進(jìn)行暫時的存儲;當(dāng)?shù)退賑an網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)向高速can網(wǎng)絡(luò)傳輸時，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(jié)束語

can總線以其高性能、高可靠性及其獨特的設(shè)計越來越受到人們的重視，并被公認(rèn)為是汽車控制網(wǎng)絡(luò)中最有前途的總線之一。本文給出了一個具有高低速can網(wǎng)絡(luò)的城市客車信息集成控制網(wǎng)絡(luò)的設(shè)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(shè)計。汽車計算機(jī)控制單元能夠通過can總線共享所有信息和資源，達(dá)到簡化布線、減少傳感器數(shù)量、避免控制功能重復(fù)、提高系統(tǒng)可靠性和維護(hù)性、降低成本、更好地匹配和協(xié)調(diào)各個控制系統(tǒng)的目的。