[發明專利]CAN總線網關控制器及CAN總線之間數據傳輸方法

無效

• 申請號: 200710075363.1
• 申請日: 2007-07-31
• 公開（公告）號: CN101360036A
• 公開（公告）日: 2009-02-04
• 發明（設計）人: 袁緒;宋敬育;蘇聃
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;B60R16/02;H04L12/56
• 代理公司: 深圳創友專利商標代理有限公司
• 代理人: 陳俊斌

【技術領域】

本發明涉及一種通訊控制技術，特別涉及CAN總線數據交換控制領域。

【背景技術】

控制器局域網CAN(Controller?Area?Network)是德國Bosch公司為解決現代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數據交換而應用開發的一種通訊協議。按照ISO標準，CAN的拓撲結構為總線式，因此也稱為CAN總線，CAN總線是一種多主總線，通訊介質可以是雙絞線、同軸電纜或光導纖維，通訊速率可達1Mb/s，CAN總線結構獨特，性能可靠，被認為是最有前途的現場控制總線之一，在汽車工業方面更是得到了廣泛的應用。與傳統的零部件之間點對點式通訊的汽車相比，應用CAN總線的汽車主要有以下幾個優點：大幅減少車內導線數量，節約了成本，同時也減輕了車身重量；通訊可靠性更高，糾錯能力強，抗干擾性能好；故障診斷方便。

目前很多汽車上都采用兩條CAN總線的方式，分別稱為動力系統高速CAN和車身系統低速CAN，動力系統高速CAN主要連接對象是發動機控制器、電機控制器、電池管理系統、安全氣囊、ABS等與汽車行駛密切相關、數據交換量較大、實時性要求非常高的控制系統。而車身低速CAN主要連接對象是汽車門窗、中控臺、儀表、照明、娛樂系統等實時性要求不太高的車身電器控制系統。

由于兩條CAN總線的協議包括速率都可能不一樣，相互之間通訊并進行數據交換時就需要轉換協議，這就出現了汽車網關的概念。汽車網關主要能在OSI參考模型的物理層、數據鏈路層和應用層上對雙方不同的協議進行翻譯和解釋。一般的方法是在總線的某個CAN節點上增加一路CAN收發器，在該CAN節點的控制程序里加入兩個CAN網絡間的協議轉換子程序，實現兩條CAN總線的通訊。這樣雖然實現了總線間通訊功能，但功能簡單，轉發過程中如果接收數據的總線正被其他節點占用就可能導致數據丟失，且無法實時監控CAN總線上各個節點的通訊狀態、無法存儲各個CAN節點的通訊記錄。

【發明內容】

本發明的主要目的是：針對現有技術中存在的不足之處，提供一種CAN總線網關控制器和相應的數據傳輸方法，首先，可有效防止兩個不同協議不同速率的CAN網絡間通訊過程中的數據丟失，次之，可實時監控、自動存儲各個CAN節點的通訊狀態。

為實現上述目的，本發明提出一種CAN總線網關控制器，包括第一CAN收發器、第二CAN收發器、微控制器、數據存儲模塊，所述第一CAN收發器、第二CAN收發器、數據存儲模塊分別與所述微控制器連接。

所述第一CAN收發器或第二CAN收發器包括第一光耦隔離模塊、第二光耦隔離模塊、CAN收發模塊，所述第一光耦隔離模塊、第二光耦隔離模塊分別連接所述CAN收發模塊的發送端、接收端。所述第一CAN收發器或第二CAN收發器還包括共模濾波器，與所述CAN收發模塊的CAN接口連接。

同時，本發明提出了一種CAN總線之間數據傳輸方法，包括如下步驟：41)由CAN總線網關控制器接收從第一CAN總線發來的數據；42)判斷該數據是否需要轉發；43)對需要轉發的數據進行解析，并重新打包成第二CAN總線上的協議格式；44)當第二CAN總線處于空閑狀態，向其發送該數據包。

上述的CAN總線之間數據傳輸方法，所述步驟42)的具體過程包括：在CAN總線網關控制器里設置表格，表格內容為所有需要在第一CAN總線轉發至第二CAN總線的數據報文ID信息；每次CAN總線網關控制器從第一CAN總線上收到一個報文時查找該表格；當查找到有相符的ID信息時表示該數據需要轉發至第二CAN總線。在所述步驟44)中，如果第二CAN總線正被其他節點占用，則將該數據包存入數據緩沖區，之后周期性掃描數據緩沖區判斷是否有需要發送的數據包，將數據包取出并發送。

上述的CAN總線之間數據傳輸方法，還包括如下步驟：在數據緩沖區里查詢該數據包的時間與其存入緩沖區的時間，判斷到二者差值小于預設值T0時，將該數據包取出并發送；否則將其從緩沖區刪除。