基于ARM7的MVB_CAN網關設計

摘要：介紹了用于機車內部數據通訊的MVB網絡和CAN總線網絡的報文結構，給出了MVB-CAN總線網關的硬件和軟件實現(xiàn)方法。
關鍵詞：MVB；CAN；MVB-CAN網關

0 引言
隨著網絡技術和控制技術的發(fā)展，機車信息化控制技術向著更高的方向發(fā)展。為此，IEC制定出新的列車通信網路國際標準TCN(機車通信
網絡)，以滿足列車微機控制系統(tǒng)中對車載數據通信網提出的新要求。
按照TCN標準，列車通信網可分為兩級：第一級是WTB絞線式列車總線(Wired Train Bus)，可實現(xiàn)車輛間的數據通信；第二級是MVB(Mul-
tifunction Vehicle bus)多功能車輛總線，主要實現(xiàn)同一個車輛內各個功能控制單元之間的數據通信。
多功能車輛總線(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行串行數據通信的一種總線，MVB以其高實時性、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總線控制當中。
控制器局部網(CAN-CONTROLLER AREANETWORK)是BOSCH公司為現(xiàn)代汽車應用推出的一種多主機局部網。由于該網的卓越性能，現(xiàn)已廣泛應用于工業(yè)自動化、多種控制設備、交通工具、醫(yī)療儀器以及建筑、環(huán)境控制等眾多領域。
對于現(xiàn)在的機車總線通信，MVB總線主要應用在單臺機車內的車載設備間的通訊，而CAN總線則用于車載設備內部模塊間的數據通訊。因
此，實現(xiàn)CAN總線與MVB總線之間的通信就成為工程實踐中一個必須解決的問題。

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。RTR位用于標明是數據幀還是請求幀，請求幀中沒有數據字節(jié)?？刂茍龅陌ǖ臉俗R符擴展位(IDE)用于指出是標準格式還是擴展格式。此外，它還包括一個保留位，以便為將來擴展使用。它的最后四個字節(jié)用來指明數據場中數據的長度(DLC)。數據場范圍為0～8個字節(jié)，其后有一個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，正確接收報文的接收站會發(fā)送主控電平(邏輯0)覆蓋它。用這種方法，發(fā)送站可以保證網絡中至少有一個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，如果這時沒有站進行總線存取，則總線將處于空閑狀態(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)。一個主幀應以主起始分界符開始，其后為16位幀數據，接著為8位校驗序列。MVB的主幀格式如圖2所示。

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