[發明專利]一種控制器局域網總線分析與觸發的方法

無效

• 申請號: 201110299805.7
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN102355382A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 高禮忠;葉少朋;羅偉
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L12/40
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種測量儀器中控制器局域網總線信號的分析與觸發方法，尤其涉及數字示波器中控制器局域網總線信號的分析與觸發。

背景技術

控制器局域網?(CAN)總線是博世公司在20世紀80年代專門研制的一種分層串行數據通信協議，以在電氣噪聲環境中作為設備之間的通信總線。在CAN總線中，幀頭、標識符(地址)、數據長度代碼、數據、CRC和幀尾及少量其它控制位等信息都以串行方式在一條導線上傳送，測量儀器的傳統觸發方式(如邊沿觸發)不能有效的捕獲總線信息。因此，有必要為測量儀器配備一種專門的CAN總線信號分析與觸發的方式，分析并提取總線的幀頭、標識符、數據長度、數據、CRC、幀尾和其它控制位信息，并將其作為觸發條件，使得捕獲感興趣的事件變得簡單，提取的信息可以用來做進一步的分析處理或顯示，提高了總線調試的效率。

發明內容

技術問題：本發明提出一種在測量儀器中CAN總線信號的分析與觸發方法。根據CAN總線協議格式，分析并提取總線傳輸的幀頭、標識符(地址)、數據長度代碼、數據、CRC和幀尾及少量其它控制位等信息，并與用戶設定的觸發條件相比較，如果符合條件則產生觸發信號，以控制測量儀器的采集存儲，方便捕獲感興趣的事件，同時提取出的信息還可以用來做進一步的分析處理。

技術方案：本發明提出的CAN總線信號的分析與觸發方法為：

1)???????根據用戶設定的CAN總線波特率，采樣時鐘生成器生成采樣時鐘；

2)???????根據用戶設定的CAN總線幀特征，數字比較器選取參考值。

3)???????根據用戶設定的CAN總線幀特征，對輸入的數字化CAN總線信號進行相位轉換；

4)???????抽點模塊根據1)生成的采樣時鐘對模數轉換后的CAN總線信號進行抽點，經過數字比較器后轉為0/1信號送給解碼模塊，解碼模塊首先根據3)進行相位轉換，檢測出幀起始條件后啟動幀比特提取模塊、編碼冗余檢測模塊、字段提取狀態機對幀數據進行解碼，并按照CAN總線協議，將串行位信息轉換成幀頭(SOF)、仲裁(標識符-即地址)、控制(數據長度代碼)、數據、校驗(CRC)和幀尾(EOF)等字段信息以及一些特征位信息(RTR、應答位)；

5)???????比較觸發模塊根據4)生成的各字段信息與用戶設定的觸發條件比較，如果符合條件則產生觸發信號，送采集控制模塊控制對抽點后的信號進行存儲，并與解碼模塊輸出的字段信息一并送給后續處理模塊處理。

所述的采樣時鐘生成器生成采樣時鐘，其頻率為用戶設定CAN總線波特率的N倍，N為5，7，9，11……。

用戶設定的CAN總線幀特征有兩種情況，分別為：CAN_L(0為顯性電平，1為隱性電平)和CAN_H(1為顯性電平，0為隱形電平)，如輸入的是CAN_L信號，則數字比較器的參考值選為前端2V電壓模數轉換后對應的數字量，如輸入的是CAN_H信號，則數字比較器的參考值選為前端3V電壓模數轉換后對應的數字量。

相位轉換的規則為：如輸入的是CAN_L信號則不進行相位轉換，如輸入的是CAN_H信號則進行相位轉換，即對輸入的數字化CAN信號反相。

解碼模塊中幀起始檢測模塊判斷幀起始的方法如下：以采樣時鐘生成器生成的采樣時鐘對相位轉換模塊輸出的信號進行采樣，當連續出現7×N及以上個點的高電平后，再檢測到N個點的低電平即認為是幀頭(SOF)信號，并發出工作信號(邏輯1)通知幀比特提取模塊、編碼冗余檢測模塊和字段提取狀態機開始工作。

解碼模塊中幀比特提取的方法為：當幀比特提取模塊收到幀起始檢測模塊發出的工作信號(邏輯1)時，認為出現幀頭(SOF)信號，輸出幀頭比特“0”，并開始對相位轉換模塊輸出的數字化CAN總線信號進行計數，以N個點為一組提取比特信息，具體方法為：如果這N個點中有(N+1)/2及以上個高電平即判為高電平，比特信息為“1”，否則判為低電平，比特信息為“0”，另產生采樣時鐘頻率的N分頻的同步時鐘與幀比特信息一并送給編碼冗余檢測模塊。

解碼模塊中編碼冗余檢測模塊工作方式如下：以上述的同步時鐘對提取的幀比特進行檢測，若檢測到連續5個相同位后第6位為相反位，則輸出的幀比特丟棄第6位。

解碼模塊中字段提取狀態機以上述的同步時鐘接收經過編碼冗余檢測模塊處理后的幀比特，按以下7個狀態有序解碼出幀比特中的各個字段以及遠程傳輸請求位、應答位信息：