[發明專利]Ethernet-CAN協議轉換器

有效

• 申請號: 201210283964.2
• 申請日: 2012-08-10
• 公開（公告）號: CN102780705A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 余世明;王寶寶
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 陳向群

1.一種Ethernet-CAN協議轉換器，由微控制器（1）、外圍電路（2）、CAN模塊（3）和Ethernet模塊（4）組成，所述微控制器（1）分別與外圍電路（2）、CAN模塊（3）和Ethernet模塊（4）相連，其特征在于：所述CAN模塊（3）由CAN收發器和CAN接口組成，所述Ethernet模塊（4）由以太網PHY收發器和集成網絡隔離變壓器的RJ45插座組成，所述Ethernet-CAN協議轉換器能夠實現從CAN協議數據到Ethernet幀的轉換，和從Ethernet幀到CAN協議數據的轉換。

2.根據權利要求1所述的Ethernet-CAN協議轉換器，其特征在于：所述的Ethernet-CAN協議轉換器嵌入了TCP/IP協議棧，來實現TCP、IP、ARP、ICMP協議。

3.根據權利要求2所述的Ethernet-CAN協議轉換器，其特征在于：在其應用層使用自定義協議，所述自定義協議的數據格式包括：代表數據流向Flag字段，代表CAN節點ID的CAN_ID字段和代表數據的CAN_DATA字段。

4.根據權利要求2所述的Ethernet-CAN協議轉換器，其特征在于：在TCP協議中使用Nagle算法，工作流程為：TCP發送端接收應用層產生的數據，如果此時滿足兩個條件：接收到上個數據包的確認或者TCP數據長度已達到最大報文段長度(MSS)，立即發送TCP數據；否則將TCP接收到的數據組塊，直至觸發上述兩個條件。

5.根據權利要求4所述的Ethernet-CAN協議轉換器，其特征在于：根據數據信號對實時性要求和數據類型不同，將數據信號分為高、中、低三個優先級。

6.根據權利要求5所述的Ethernet-CAN協議轉換器，其特征在于：對于應用層數據采取優先級處理機制，工作流程為：對高優先級數據采取填充緩沖區的處理方式，即如果TCP接收到應用層產生的高優先級數據，立即將該數據填充到最大報文段長度，觸發Nagle算法的發送數據條件，立即發送數據而不必等待確認的到來；對中優先級數據采取提高采樣頻率的處理方式，即提高該類數據采樣頻率，使得其在200ms內產生一個等于MSS的報文，從而打破“死鎖”機制；對于低優先級數據信號，即能容忍200ms傳輸時延的信號，不做處理。

7.根據權利要求1所述的Ethernet-CAN協議轉換器，其特征在于：所述從CAN協議數據到Ethernet幀的轉換過程為：

①啟動CAN模塊（3）接收數據；

②如果接收到數據，保存到應用層緩沖區；如果未接收到數據，返回步驟①；

③對應用層緩沖區中的數據采取優先級機制處理；

④如果此時滿足Nagle算法發送數據條件，對應用層緩沖區數據進行TCP/IP封包并立即發送，返回步驟①；如果此時不滿足Nagle算法發送數據條件，返回步驟①。

8.根據權利要求1所述的Ethernet-CAN協議轉換器，其特征在于：所述從CAN協議數據到Ethernet幀的轉換過程為：

①啟動Ethernet模塊（4）接收數據；

②如果Ethernet模塊（4）接收緩沖區有數據，判斷網絡層協議類型；如果Ethernet模塊（4）接收緩沖區沒有數據，返回步驟①；

③如果步驟②中網絡層協議類型為ARP協議，處理ARP報文，返回步驟①；如果步驟②中網絡層協議類型為IP協議，處理IP報文；

④判斷步驟③中IP報文所承載的上層協議類型，如果為ICMP協議，處理ICMP報文，返回步驟①；如果為TCP協議，處理TCP報文，返回步驟①；

⑤如果步驟④中TCP報文攜帶有CAN數據，發送CAN數據，返回步驟①；否則直接返回步驟①。