[發明專利]一種光纖CAN總線節點單元及其CAN總線拓撲

有效

• 申請號: 201110211712.4
• 申請日: 2011-07-27
• 公開（公告）號: CN102904786A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 秦曉華;張強
• 申請（專利權）人: 上海聯影醫療科技有限公司
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04B10/25
• 代理公司: 上海麥其知識產權代理事務所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

技術領域

本發明涉及光纖領域，特別涉及一種光纖CAN總線節點單元及其CAN總線拓撲。

背景技術

如圖2所示，現有技術中傳統光纖CAN總線拓撲是由多個現有光纖CAN節點15通過兩根傳輸單向光纖信號的光纖12連接成閉合環路構成。常見的一種光纖CAN總線中的光纖CAN轉換器用于實現CAN總線信號到光纖信號的轉換，用于現有技術光纖CAN節點之間的點對點連接，多個光纖CAN節點的連接采用鏈狀級聯，處于鏈兩端的節點采用光纖CAN轉換器，處于中間的節點采用光纖CAN中繼器。光纖CAN中繼器由兩個光纖CAN轉換器組合而成。

業界已有的一種光纖CAN轉換器實現方式如圖1所示，每個現有技術光纖CAN節點15都需要有兩個Tx（11）和Rx（10）端口，以實現CAN節點之間的串接和中繼。現有技術中存在的問題是，由于每個Tx（11）和Rx（10）端口都需要在部件正常供電的情況才能亮起，因而某些需要常開的部件必須掛在靠近CAN主站的第一個節點。并且總線信號的傳輸要經過多個節點的多次光電相互轉換,隨著節點數目的增加,信號傳輸的延遲將線性增加,在CAN總線時序的限制下,節點的數目將被限制。

本發明克服了上述現有技術光纖CAN總線產品延遲高、總線拓撲不靈活的缺陷，提出了一種創新的光纖CAN總線節點單元及其CAN總線拓撲，能夠便捷地將傳統電纜CAN節點通過接入模塊直接組成本發明的光纖CAN總線節點單元，并避免了現有技術光信號中繼裝置帶來的延遲問題，且可以僅僅利用單線光纖實現各路信號傳輸，本發明CAN總線拓撲具有靈活簡易、有利于擴展應用的有益效果。

發明內容

本發明提出了一種光纖CAN總線節點單元，所述光纖CAN總線節點單元包括CAN節點和接入模塊；所述CAN節點上設置有差分信號接口；所述接入模塊上設置有差分信號接口、光纖輸入端、光纖輸出端；其中，所述CAN節點和接入模塊通過所述差分信號接口連接并進行差分信號的傳輸；所述接入模塊實現差分信號與光纖信號的轉換。

其中，CAN節點中包括CPU處理器。

其中，接入模塊中包括CAN總線收發器、光纖信號接收器、光纖信號發送器、光纖定向耦合器、光電轉換單元。?

其中，接入模塊將由光纖輸入端輸入的光纖信號轉化為差分信號傳輸至CAN節點；或將由CAN節點傳輸的差分信號轉化為光纖信號經光纖輸出端發送至總線。

其中，差分信號依次經CAN總線收發器、光電轉換單元轉換為光纖信號，由光纖信號發送器將光纖信號發送至光纖定向耦合器，再經光纖定向耦合器耦合至光纖總線；所述光纖信號接收器從光纖定向耦合器接收到所述光纖信號后發送至光纖信號接收器（4），再經光電轉換單元、CAN總線收發器轉換為所述差分信號傳輸至CAN節點。

其中，光電轉換單元設置在CAN總線收發器與光纖信號接收器之間以及CAN總線收發器與光纖信號發送器之間，實現光纖信號與邏輯電平信號的互相轉換。

其中，CAN總線收發器實現差分信號與邏輯電平信號的互相轉換。

本發明還提出了一種應用所述光纖CAN總線節點單元的光纖CAN總線拓撲，其包括閉合線路的光纖和一個以上所述光纖CAN總線節點單元；其中，所述光纖CAN總線節點單元之間通過光纖串聯。

其中，構成閉合線路的光纖通過光纖輸入端和光纖輸出端與光纖CAN總線節點單元連接。

其中，在所述光纖CAN總線拓撲中的光纖CAN總線節點單元之間設置有光放大裝置。

本發明以光纖作為整條CAN總線的唯一物理傳輸介質，光纖CAN總線上沒有光信號中繼裝置，不會隨光纖CAN總線節點單元數量的增加而增加總線延遲。本發明以光信號的“線或”特性代替電纜CAN總線的“線與”特性完成總線上的優先級仲裁，與電纜CAN總線有更高的技術一致性。

本發明對現有技術中的傳統電纜CAN節點無需作內部更改，只需通過原先的CAN總線接口擴展一個接入模塊即可構成接入本發明的光纖CAN總線節點單元。本發明在光纖CAN總線節點單元之間使用光纖輸出端、光纖輸入端連接結構，可以避免使用光纖焊接，同時使得節點部件的插入和替換更為靈活。由于本發明光纖CAN總線節點單元間使用光纖直接連接，任何部件仍然可以在其他部件關斷的情況下接入CAN網絡，因而不需將系統中某些需要常開的設備掛在最靠近主站的物理位置。

附圖說明

圖1是現有技術中光纖CAN節點的結構示意圖。

圖2是現有技術中光纖CAN總線拓撲的示意圖。

圖3是本發明光纖CAN總線節點單元的結構示意圖。