現(xiàn)場總線技術(shù)第四章CAN總線

1、第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述 第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CAN簡介 CANController Area NetworkCANController Area Network是控制器局是控制器局域網(wǎng)的簡稱域網(wǎng)的簡稱它是德國它是德國BoschBosch公司在公司在19861986年為解決現(xiàn)代汽年為解決現(xiàn)代汽車中眾多測量控制部件之間的數(shù)據(jù)交換而車中眾多測量控制部件之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信總線開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信總線現(xiàn)已被列入現(xiàn)已被列入ISOISO國際標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898ISO11898第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CAN簡介 最初為汽車測控?cái)?shù)據(jù)通信而設(shè)

2、計(jì)的最初為汽車測控?cái)?shù)據(jù)通信而設(shè)計(jì)的CAN CAN ，現(xiàn)已在多領(lǐng)域被廣泛采用現(xiàn)已在多領(lǐng)域被廣泛采用航天、電力、石化、冶金、紡織、造紙、航天、電力、石化、冶金、紡織、造紙、倉儲(chǔ)等行業(yè)倉儲(chǔ)等行業(yè)火車、輪船、機(jī)器人、樓宇自控、醫(yī)療器火車、輪船、機(jī)器人、樓宇自控、醫(yī)療器械、數(shù)控機(jī)床、智能傳感器、過程自動(dòng)械、數(shù)控機(jī)床、智能傳感器、過程自動(dòng)化儀表等化儀表等第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CAN的主要技術(shù)特點(diǎn)CANCAN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)不分主從網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)不分主從任一節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其任一節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，通信方式靈活他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，通信方式靈活CANCAN采用

3、非破壞性的總線仲裁技術(shù)采用非破壞性的總線仲裁技術(shù)( (載波監(jiān)聽多載波監(jiān)聽多路訪問、逐位仲裁路訪問、逐位仲裁) )CANCAN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)具有不同的優(yōu)先級(jí)，網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)具有不同的優(yōu)先級(jí)，第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CAN的主要技術(shù)特點(diǎn) 當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送信息時(shí)，優(yōu)先當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送信息時(shí)，優(yōu)先級(jí)較低的節(jié)點(diǎn)會(huì)主動(dòng)地退出發(fā)送，而最高優(yōu)級(jí)較低的節(jié)點(diǎn)會(huì)主動(dòng)地退出發(fā)送，而最高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，從先級(jí)的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，從而節(jié)省了總線沖突的仲裁時(shí)間而節(jié)省了總線沖突的仲裁時(shí)間?？蓾M足對(duì)實(shí)時(shí)性的不同要求可滿足對(duì)實(shí)時(shí)性的不同要求高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)可在高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)

4、可在134134微秒內(nèi)得到傳輸微秒內(nèi)得到傳輸?shù)诘?章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述通過報(bào)文濾波可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及通過報(bào)文濾波可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式收發(fā)數(shù)據(jù)，無需專門全局廣播等幾種方式收發(fā)數(shù)據(jù)，無需專門的的“調(diào)度調(diào)度” ” CANCAN的直接通信距離的直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)最遠(yuǎn)可達(dá)10km10km（速率（速率5kbps5kbps以下）；以下）；通信速率最高可達(dá)通信速率最高可達(dá)1Mbps(1Mbps(此時(shí)通信距離最此時(shí)通信距離最長為長為40m40m）。）。 第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CANCAN總線上的節(jié)點(diǎn)數(shù)決定于總線驅(qū)動(dòng)電路，一總線上的節(jié)點(diǎn)數(shù)決定于總線驅(qū)動(dòng)電路

5、，一般為可達(dá)般為可達(dá)110110個(gè)；個(gè)；報(bào)文標(biāo)識(shí)符：報(bào)文標(biāo)識(shí)符：CAN2.0ACAN2.0A為為20322032種種CAN2.0BCAN2.0B擴(kuò)展幀的報(bào)文標(biāo)識(shí)符幾乎不受限制擴(kuò)展幀的報(bào)文標(biāo)識(shí)符幾乎不受限制CANCAN為短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，為短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，具有極好的檢錯(cuò)效果。具有極好的檢錯(cuò)效果。第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CANCAN節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)具有良好的檢錯(cuò)功能，具有良好的檢錯(cuò)功能，出錯(cuò)率低出錯(cuò)率低節(jié)點(diǎn)中均有錯(cuò)誤檢測、標(biāo)定和自檢能力。節(jié)點(diǎn)中均有錯(cuò)誤檢測、標(biāo)定和自檢能力。具有發(fā)送自檢、循環(huán)冗余校驗(yàn)、位填充、具有發(fā)送自檢、循環(huán)冗余校驗(yàn)、位填充、報(bào)文格式檢查

6、等。報(bào)文格式檢查等。CANCAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響。功能，以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響。第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CANCAN的通信介質(zhì)可為雙絞線、同軸電纜或光纖，的通信介質(zhì)可為雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇靈活。選擇靈活。CANCAN器件可被置于無任何內(nèi)部活動(dòng)的睡眠方式器件可被置于無任何內(nèi)部活動(dòng)的睡眠方式相當(dāng)于未連接到總線驅(qū)動(dòng)器相當(dāng)于未連接到總線驅(qū)動(dòng)器可降低系統(tǒng)功耗可降低系統(tǒng)功耗其睡眠狀態(tài)可借助總線激活或者系統(tǒng)的內(nèi)部其睡眠狀態(tài)可借助總線激活或者系統(tǒng)的內(nèi)部條件被喚醒。條件被喚醒。第第1章

7、章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述 CAN通信技術(shù) CANCAN的通信參考模型的通信參考模型 CANCAN的通信模型的分層結(jié)構(gòu)的通信模型的分層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層包括邏輯鏈路控制子層包括邏輯鏈路控制子層LLCLLCLLCLLC的主要功能是：為數(shù)據(jù)傳送和遠(yuǎn)的主要功能是：為數(shù)據(jù)傳送和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求提供服務(wù)，確認(rèn)由程數(shù)據(jù)請(qǐng)求提供服務(wù)，確認(rèn)由LLCLLC子子層接收的報(bào)文實(shí)際已被接收，并為恢層接收的報(bào)文實(shí)際已被接收，并為恢復(fù)管理和通知超載提供信息復(fù)管理和通知超載提供信息 第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述 CAN通信技術(shù) 媒體訪問控制子層媒體訪問控制子層MACMACMACMAC子層主要規(guī)定傳輸規(guī)則，即控子

8、層主要規(guī)定傳輸規(guī)則，即控制幀結(jié)構(gòu)、執(zhí)行仲裁、錯(cuò)誤檢測、制幀結(jié)構(gòu)、執(zhí)行仲裁、錯(cuò)誤檢測、出錯(cuò)標(biāo)定和故障界定出錯(cuò)標(biāo)定和故障界定 物理層物理層物理層規(guī)定了節(jié)點(diǎn)的全部電氣特性物理層規(guī)定了節(jié)點(diǎn)的全部電氣特性 第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 邏輯鏈路子層邏輯鏈路子層 接收濾波接收濾波 超載通知超載通知 恢復(fù)管理恢復(fù)管理 媒體訪問控制子層媒體訪問控制子層 數(shù)據(jù)封裝數(shù)據(jù)封裝/ /拆裝拆裝 幀編碼（填充幀編碼（填充/ /解除填充）解除填充） 媒體訪問管理媒體訪問管理 錯(cuò)誤監(jiān)測錯(cuò)誤監(jiān)測 出錯(cuò)標(biāo)定出錯(cuò)標(biāo)定 應(yīng)答應(yīng)答 串行化串行化/ /解除串行化解除串行化 物理層物理層 位編碼位編碼/ /解碼

9、；位定時(shí)；同步；解碼；位定時(shí)；同步； 驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器/ /接收器特性接收器特性 第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CAN節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)連接第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CANCAN總線信號(hào)的顯總線信號(hào)的顯位與隱位位與隱位顯位顯位(0)(0)V VCANHCANH： 3.5v3.5vV VCANL 1 CANL 1 1.5v1.5v隱位隱位(1)(1)V VCANHCANH 2.5v2.5vV VCANL CANL 2.5v2.5v顯位可改顯位可改寫隱位寫隱位第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CAN通信幀的類型4 4種不同類型的幀種不同類型的幀：數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、出錯(cuò)幀、超載幀數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、

10、出錯(cuò)幀、超載幀數(shù)據(jù)幀攜帶數(shù)據(jù)，由發(fā)送器傳送至接收器數(shù)據(jù)幀攜帶數(shù)據(jù)，由發(fā)送器傳送至接收器遠(yuǎn)程幀用以請(qǐng)求總線上的相關(guān)單元發(fā)送具有相同標(biāo)遠(yuǎn)程幀用以請(qǐng)求總線上的相關(guān)單元發(fā)送具有相同標(biāo)識(shí)符的數(shù)據(jù)幀識(shí)符的數(shù)據(jù)幀出錯(cuò)幀由檢測出總線錯(cuò)誤的單元發(fā)送出錯(cuò)幀由檢測出總線錯(cuò)誤的單元發(fā)送超載幀用于提供當(dāng)前的和后續(xù)的數(shù)據(jù)幀的附加延遲超載幀用于提供當(dāng)前的和后續(xù)的數(shù)據(jù)幀的附加延遲第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CAN的幀結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)幀由數(shù)據(jù)幀由7 7個(gè)不同的位場（域）組成：個(gè)不同的位場（域）組成：幀起始幀起始、仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場、仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場、CRCCRC場、場、應(yīng)答場、應(yīng)答場、幀結(jié)束幀結(jié)束幀起始位（幀起始位

11、（1 1個(gè)顯位），表示標(biāo)志幀的開始個(gè)顯位），表示標(biāo)志幀的開始中間有仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場、中間有仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場、CRCCRC場、應(yīng)場、應(yīng)答場答場幀結(jié)束（幀結(jié)束（7 7個(gè)隱位）個(gè)隱位）數(shù)據(jù)場長度可為零數(shù)據(jù)場長度可為零第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CAN數(shù)據(jù)幀的組成 第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CAN2.0A與CAN2.0BCAN2.0ACAN2.0A與與CAN2.0BCAN2.0B是是19911991年頒布的年頒布的CANCAN技術(shù)規(guī)范的兩技術(shù)規(guī)范的兩個(gè)部分個(gè)部分CAN2.0ACAN2.0A只有標(biāo)準(zhǔn)幀一種幀格式只有標(biāo)準(zhǔn)幀一種幀格式CAN2.0BCAN2.0B包括標(biāo)準(zhǔn)幀與擴(kuò)展

12、幀兩種包括標(biāo)準(zhǔn)幀與擴(kuò)展幀兩種標(biāo)準(zhǔn)幀與擴(kuò)展幀的區(qū)別主要在仲裁場與控制場標(biāo)準(zhǔn)幀與擴(kuò)展幀的區(qū)別主要在仲裁場與控制場標(biāo)準(zhǔn)幀具有標(biāo)準(zhǔn)幀具有1111位標(biāo)識(shí)符位標(biāo)識(shí)符擴(kuò)展幀具有擴(kuò)展幀具有2929位標(biāo)識(shí)符位標(biāo)識(shí)符第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CAN2.0A與CAN2.0B標(biāo)準(zhǔn)幀的仲裁場由標(biāo)準(zhǔn)幀的仲裁場由1111位標(biāo)識(shí)符和遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位位標(biāo)識(shí)符和遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位RTR(RemoteRTR(Remote Transmission Request) Transmission Request)組成組成仲裁場的仲裁場的1111位標(biāo)識(shí)符從高位到低位順序發(fā)送，最低位標(biāo)識(shí)符從高位到低位順序發(fā)送，最低位為位為ID.0ID.

13、0，最高位為，最高位為ID.10ID.10，其中的高，其中的高7 7位位（ID.10ID.10ID.3ID.3）不能全為隱位。）不能全為隱位。遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位（遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位（RTRRTR）用于區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)幀與遠(yuǎn)程幀）用于區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)幀與遠(yuǎn)程幀在數(shù)據(jù)幀中在數(shù)據(jù)幀中RTRRTR位必須是顯位位必須是顯位在遠(yuǎn)程幀中在遠(yuǎn)程幀中RTRRTR位必須為隱位。位必須為隱位。第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述擴(kuò)展幀仲裁場的組成擴(kuò)展幀仲裁場的組成2929位標(biāo)識(shí)符位：位標(biāo)識(shí)符位：ID.28ID.28至至ID.0ID.0遠(yuǎn)程請(qǐng)求替代位遠(yuǎn)程請(qǐng)求替代位SRR (Substitute Remote SRR (Substitute

14、Remote Request)Request)：設(shè)置設(shè)置SRRSRR為保持?jǐn)U展幀與標(biāo)準(zhǔn)幀的格式為保持?jǐn)U展幀與標(biāo)準(zhǔn)幀的格式兼容兼容擴(kuò)展幀中的擴(kuò)展幀中的SRRSRR為隱位為隱位第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述標(biāo)識(shí)擴(kuò)展位標(biāo)識(shí)擴(kuò)展位IDE (Identifier IDE (Identifier Extension)Extension)：標(biāo)識(shí)擴(kuò)展位標(biāo)識(shí)擴(kuò)展位IDEIDE在標(biāo)準(zhǔn)幀中為顯位在標(biāo)準(zhǔn)幀中為顯位, ,在在擴(kuò)展幀中為隱位擴(kuò)展幀中為隱位遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位RTRRTR組成組成第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述控制場由控制場由6 6位組成位組成在擴(kuò)展格式中控制場包括在擴(kuò)展格式中控制場包括4

15、 4位數(shù)據(jù)長度碼位數(shù)據(jù)長度碼DLCDLC和和2 2位保留位，位保留位，在標(biāo)準(zhǔn)格式中控制場包括在標(biāo)準(zhǔn)格式中控制場包括4 4位數(shù)據(jù)長度碼位數(shù)據(jù)長度碼DLCDLC、1 1位保留位、位保留位、1 1位標(biāo)識(shí)擴(kuò)展位位標(biāo)識(shí)擴(kuò)展位IDEIDE第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述數(shù)據(jù)場包含被傳送的數(shù)據(jù)，可包括數(shù)據(jù)場包含被傳送的數(shù)據(jù)，可包括0-80-8個(gè)個(gè)8 8位位的字節(jié)，先發(fā)送最高有效位。的字節(jié)，先發(fā)送最高有效位。CRCCRC場：場：1515位的位的CRCCRC序列，序列，1 1個(gè)隱位的個(gè)隱位的CRCCRC界定界定符符應(yīng)答場：應(yīng)答場： 2 2位位.1.1位應(yīng)答間隙，位應(yīng)答間隙，1 1位應(yīng)答界定位應(yīng)答界定符符發(fā)送

16、器在應(yīng)答間隙發(fā)送發(fā)送器在應(yīng)答間隙發(fā)送1 1位隱位，接收器位隱位，接收器在正確接收到報(bào)文后在應(yīng)答間隙發(fā)送在正確接收到報(bào)文后在應(yīng)答間隙發(fā)送1 1位位顯位。顯位。應(yīng)答界定符為隱位應(yīng)答界定符為隱位第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述遠(yuǎn)程幀遠(yuǎn)程幀由遠(yuǎn)程幀由6 6個(gè)場組成：幀起始、仲裁場、控制場、個(gè)場組成：幀起始、仲裁場、控制場、CRCCRC場、應(yīng)答場和幀結(jié)束。遠(yuǎn)程幀不存在數(shù)據(jù)場、應(yīng)答場和幀結(jié)束。遠(yuǎn)程幀不存在數(shù)據(jù)場。場。遠(yuǎn)程幀的遠(yuǎn)程幀的RTRRTR位必須是隱位。位必須是隱位。遠(yuǎn)程幀幀起始仲裁場 控制場CRC場ACK場幀結(jié)束幀間空間或超載幀第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述出錯(cuò)幀出錯(cuò)幀由兩個(gè)不同場組成，第

17、一個(gè)場由來自各出錯(cuò)幀由兩個(gè)不同場組成，第一個(gè)場由來自各站的出錯(cuò)標(biāo)志疊加得到，第二個(gè)場是出錯(cuò)界站的出錯(cuò)標(biāo)志疊加得到，第二個(gè)場是出錯(cuò)界定符定符錯(cuò)誤標(biāo)志具有兩種形式：錯(cuò)誤標(biāo)志具有兩種形式：活動(dòng)出錯(cuò)標(biāo)志活動(dòng)出錯(cuò)標(biāo)志(Active error flag)(Active error flag)，由，由6 6個(gè)個(gè)連續(xù)的顯位組成連續(xù)的顯位組成認(rèn)可出錯(cuò)標(biāo)志認(rèn)可出錯(cuò)標(biāo)志(Passive error flag)(Passive error flag)，由，由6 6個(gè)個(gè)連續(xù)的隱位組成連續(xù)的隱位組成出錯(cuò)界定符包括出錯(cuò)界定符包括8 8個(gè)隱位個(gè)隱位第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述超載幀超載幀包括兩個(gè)位場：超載標(biāo)志和超載

18、界定符超載幀包括兩個(gè)位場：超載標(biāo)志和超載界定符超載標(biāo)志由超載標(biāo)志由6 6個(gè)顯位組成個(gè)顯位組成超載界定符由超載界定符由8 8個(gè)隱位組成個(gè)隱位組成發(fā)送超載幀的超載條件：發(fā)送超載幀的超載條件：接收器要求延遲下一個(gè)數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀接收器要求延遲下一個(gè)數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述實(shí)現(xiàn)CAN通信控制的幾種ASIC芯片CANCAN通信控制器通信控制器82C200:82C200:實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)CAN2.0ACAN2.0A的標(biāo)準(zhǔn)格的標(biāo)準(zhǔn)格式通信幀的通信控制式通信幀的通信控制CANCAN通信控制器通信控制器SJA1000:SJA1000:實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)CAN2.0BCAN2.0B的兩種格的兩種格式通信幀的

19、通信控制式通信幀的通信控制帶帶CANCAN通信控制器與通信控制器與8 8位微控制器的位微控制器的P8XC592P8XC592帶帶CANCAN通信控制器與通信控制器與1616位微控制器的位微控制器的87C196CA/CB87C196CA/CB第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述實(shí)現(xiàn)CAN通信控制的幾種ASIC芯片帶帶3232位位ARM7 ARM7 處理器內(nèi)核、可編程邏輯、存儲(chǔ)處理器內(nèi)核、可編程邏輯、存儲(chǔ)子系統(tǒng)、子系統(tǒng)、CANCAN接口、以太網(wǎng)接口、接口、以太網(wǎng)接口、I/OI/O接口等接口等的片上系統(tǒng)的片上系統(tǒng)TA7VTA7V帶帶CANCAN通信控制器的通信控制器的CANCAN總線總線I/OI/O

20、器件器件82C15082C150CANCAN總線收發(fā)接口器件總線收發(fā)接口器件82C25082C250第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CAN通信控制器CANCAN通信控制器要實(shí)現(xiàn)通信控制器要實(shí)現(xiàn)CANCAN總線協(xié)議并具備與微總線協(xié)議并具備與微控制器的接口控制器的接口不同型號(hào)的不同型號(hào)的CANCAN總線通信控制器，其結(jié)構(gòu)和總線通信控制器，其結(jié)構(gòu)和功能大體相同；功能大體相同；與微控制器接口部分的結(jié)構(gòu)及方式存在一些與微控制器接口部分的結(jié)構(gòu)及方式存在一些差異差異由由CANCAN通信控制器芯片完成通信控制器芯片完成CANCAN總線協(xié)議中物理總線協(xié)議中物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能層和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能

21、第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CAN通信控制器應(yīng)用層功能由微控制器完成應(yīng)用層功能由微控制器完成芯片工作的溫度范圍為：芯片工作的溫度范圍為：4040125125，汽車及某些軍用領(lǐng)域，汽車及某些軍用領(lǐng)域，40408080，一般工業(yè)領(lǐng)域，一般工業(yè)領(lǐng)域第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CANCAN通信控制器通信控制器82C20082C200的功能框圖的功能框圖82C20082C200實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)CAN2.0ACAN2.0A協(xié)議協(xié)議第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CANCAN通信控制器通信控制器SJA1000SJA1000SJA1000 SJA1000 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)CAN2.0BCAN2.0B協(xié)議協(xié)

22、議SJA1000CANSJA1000CAN通信控制器由以下幾部分構(gòu)成通信控制器由以下幾部分構(gòu)成: :接口管理邏輯接口管理邏輯IML:IML:它接收微處理器的命令它接收微處理器的命令, ,控制控制寄存器的地址寄存器的地址, ,并為微處理器提供中斷和并為微處理器提供中斷和狀態(tài)信息。狀態(tài)信息。發(fā)送緩沖器發(fā)送緩沖器TXB: TXB: 它是和位流處理器（它是和位流處理器（）之間的接口）之間的接口, , 有字節(jié)長。能存儲(chǔ)一有字節(jié)長。能存儲(chǔ)一條將在總線上發(fā)送的完整報(bào)文。報(bào)文由條將在總線上發(fā)送的完整報(bào)文。報(bào)文由寫入寫入, , 由位流處理器讀出。由位流處理器讀出。第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CANCAN

23、通信控制器通信控制器SJA1000SJA1000接收緩沖器（接收緩沖器（, ,）: : 是是和接收濾波器之間的接口和接收濾波器之間的接口, , 用來存用來存儲(chǔ)從總線收到并接收的報(bào)文。接收儲(chǔ)從總線收到并接收的報(bào)文。接收緩沖器緩沖器FIFOFIFO共字節(jié)長。其中有字共字節(jié)長。其中有字節(jié)的窗口可供訪問。在處理節(jié)的窗口可供訪問。在處理一個(gè)報(bào)文的同時(shí)，由這個(gè)繼續(xù)接一個(gè)報(bào)文的同時(shí)，由這個(gè)繼續(xù)接收其它正在到來的報(bào)文收其它正在到來的報(bào)文 第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CANCAN通信控制器通信控制器SJA1000(SJA1000(續(xù)）續(xù)）接收濾波器接收濾波器ACF: ACF: 接收濾波器把收到的報(bào)文標(biāo)接

24、收濾波器把收到的報(bào)文標(biāo)識(shí)符和接收濾波寄存器中的內(nèi)容進(jìn)行比較識(shí)符和接收濾波寄存器中的內(nèi)容進(jìn)行比較, ,以以判斷該報(bào)文是否被接收。如果判斷結(jié)果是肯判斷該報(bào)文是否被接收。如果判斷結(jié)果是肯定的定的, , 則報(bào)文被存入。則報(bào)文被存入。位流處理器位流處理器BSP: BSP: 位流處理器控制發(fā)送緩沖器位流處理器控制發(fā)送緩沖器和總線之間數(shù)據(jù)序列和總線之間數(shù)據(jù)序列, ,同時(shí)它同時(shí)它也執(zhí)行錯(cuò)誤檢測、仲裁、位填充和總也執(zhí)行錯(cuò)誤檢測、仲裁、位填充和總線錯(cuò)誤處理功能。線錯(cuò)誤處理功能。第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CAN通信控制器SJA1000(續(xù)）位定時(shí)邏輯位定時(shí)邏輯BTL: BTLBTL: BTL監(jiān)視總線上的串

25、行序列，監(jiān)視總線上的串行序列，處理與處理與CANCAN總線相關(guān)的位時(shí)間，按收到的報(bào)文總線相關(guān)的位時(shí)間，按收到的報(bào)文頭與總線上的位流同步。頭與總線上的位流同步。BTLBTL還為補(bǔ)償還為補(bǔ)償傳輸遲延時(shí)間和相位跳變提供可編程的時(shí)間傳輸遲延時(shí)間和相位跳變提供可編程的時(shí)間段。段。錯(cuò)誤管理邏輯錯(cuò)誤管理邏輯EML:EML:它按照協(xié)議完成錯(cuò)誤它按照協(xié)議完成錯(cuò)誤界定。它接受來自界定。它接受來自BSPBSP的出錯(cuò)通知，并向的出錯(cuò)通知，并向BSPBSP和和IMLIML提供出錯(cuò)統(tǒng)計(jì)提供出錯(cuò)統(tǒng)計(jì) 第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述SJA1000功能框圖第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述出錯(cuò)處理功能的增強(qiáng)仲裁丟失捕捉

26、寄存器（）：仲裁丟失捕捉寄存器（）： 以找到丟失仲裁位的位置以找到丟失仲裁位的位置出錯(cuò)代碼捕捉寄存器（）：出錯(cuò)代碼捕捉寄存器（）： 分析總線錯(cuò)誤類型和位置分析總線錯(cuò)誤類型和位置出錯(cuò)警告限寄存器（）：出錯(cuò)警告限寄存器（）： 定義出錯(cuò)警告極限值定義出錯(cuò)警告極限值接收出錯(cuò)計(jì)數(shù)寄存器（）接收出錯(cuò)計(jì)數(shù)寄存器（）發(fā)送出錯(cuò)計(jì)數(shù)寄存器（）發(fā)送出錯(cuò)計(jì)數(shù)寄存器（）記錄發(fā)送和接收時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤個(gè)數(shù)等。記錄發(fā)送和接收時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤個(gè)數(shù)等?？筛鶕?jù)從這可根據(jù)從這兩個(gè)寄存器讀取的錯(cuò)誤個(gè)數(shù)來判斷目前控兩個(gè)寄存器讀取的錯(cuò)誤個(gè)數(shù)來判斷目前控制器的出錯(cuò)狀態(tài)。制器的出錯(cuò)狀態(tài)。第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述出錯(cuò)中斷：出錯(cuò)中斷：出錯(cuò)中

27、斷源出錯(cuò)中斷源: :總線出錯(cuò)中斷、錯(cuò)誤警告限中斷總線出錯(cuò)中斷、錯(cuò)誤警告限中斷( (可編程設(shè)置可編程設(shè)置) )和被動(dòng)出錯(cuò)中斷。由中斷允許和被動(dòng)出錯(cuò)中斷。由中斷允許寄存器寄存器( () )區(qū)分出以上各中斷區(qū)分出以上各中斷, , 也可直也可直接從中斷寄存器接從中斷寄存器( () )中直接讀取中斷寄存中直接讀取中斷寄存器的狀態(tài)來判斷出錯(cuò)類型。器的狀態(tài)來判斷出錯(cuò)類型。第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述出錯(cuò)代碼捕捉寄存器出錯(cuò)代碼捕捉寄存器( () )：當(dāng)總線發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)當(dāng)總線發(fā)生錯(cuò)誤時(shí), , 產(chǎn)生相應(yīng)的出錯(cuò)產(chǎn)生相應(yīng)的出錯(cuò)中斷中斷, ,同時(shí)，把對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤類型和產(chǎn)生位置同時(shí)，把對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤類型和產(chǎn)生位置寫入出錯(cuò)

28、代碼捕捉寄存器寫入出錯(cuò)代碼捕捉寄存器( (相對(duì)地址相對(duì)地址為為12)12)。這個(gè)代碼一直保存到被主控制器讀。這個(gè)代碼一直保存到被主控制器讀取出來后取出來后,ECC,ECC才重新被激活工作，捕捉下一才重新被激活工作，捕捉下一個(gè)錯(cuò)誤代碼。個(gè)錯(cuò)誤代碼?？梢詮目梢詮腅CCECC讀取的數(shù)據(jù)來分析屬于何種錯(cuò)誤以讀取的數(shù)據(jù)來分析屬于何種錯(cuò)誤以及錯(cuò)誤產(chǎn)生的位置，從而為調(diào)試工作提供了及錯(cuò)誤產(chǎn)生的位置，從而為調(diào)試工作提供了方便。方便。 第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述SJA1000的應(yīng)用電路 SJA1000SJA1000與以下芯片或電路組合，構(gòu)成與以下芯片或電路組合，構(gòu)成CANCAN應(yīng)用節(jié)點(diǎn)應(yīng)用節(jié)點(diǎn)微控制器微

29、控制器CPUCPU總線收發(fā)器總線收發(fā)器晶振、電源、復(fù)位電路晶振、電源、復(fù)位電路其它測量控制電路其它測量控制電路第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述SJA1000的應(yīng)用電路第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述其它與CAN通信相關(guān)的器件INTEL 82527CANINTEL 82527CAN通信控制器，支持通信控制器，支持CAN 2.0BCAN 2.0B規(guī)范規(guī)范帶帶CANCAN通信控制器的通信控制器的8 8位微控制器位微控制器P8XC592P8XC592具有微控制器具有微控制器P8XC552P8XC552和和CANCAN通信控制器通信控制器82C20082C200的功能組合的功能組合帶帶CANCA

30、N通信控制器的通信控制器的1616位微控制器位微控制器87C196CA/CB87C196CA/CBP51XA-C3P51XA-C3CANCAN總線收發(fā)接口器件總線收發(fā)接口器件82C25082C250CANCAN總線總線I/OI/O器件器件82C15082C150第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CAN總線收發(fā)接口器件82C25082C25082C250是是CANCAN通信控制器與物理總線之間的接通信控制器與物理總線之間的接口，器件可以提供對(duì)總線的差動(dòng)發(fā)送和接收口，器件可以提供對(duì)總線的差動(dòng)發(fā)送和接收功能。功能。82C25082C250的主要特性如下：的主要特性如下：與與ISO/DIS 1189

31、8ISO/DIS 11898標(biāo)準(zhǔn)全兼容標(biāo)準(zhǔn)全兼容高速性（最高可達(dá)高速性（最高可達(dá)1Mbps1Mbps）具有抗汽車環(huán)境下瞬間干擾的能力具有抗汽車環(huán)境下瞬間干擾的能力降低射頻干擾的斜率控制降低射頻干擾的斜率控制第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CAN總線收發(fā)接口器件82C250熱保護(hù)熱保護(hù)總線與電源及地之間的短路保護(hù)總線與電源及地之間的短路保護(hù)低電流待機(jī)方式低電流待機(jī)方式掉電自動(dòng)關(guān)閉輸出掉電自動(dòng)關(guān)閉輸出可支持多達(dá)可支持多達(dá)110110個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接個(gè)節(jié)點(diǎn)相連接第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述對(duì)于對(duì)于CANCAN控制器及帶有控制器及帶有CANCAN總線接口的器件，總線接口的器件，82C25082

32、C250并不是必須使用的器件，因?yàn)槎嗖⒉皇潜仨毷褂玫钠骷驗(yàn)槎鄶?shù)數(shù)CANCAN控制器均具有配置靈活的收發(fā)接口控制器均具有配置靈活的收發(fā)接口并允許總線故障，只是驅(qū)動(dòng)能力一般只并允許總線故障，只是驅(qū)動(dòng)能力一般只允許允許20203030個(gè)節(jié)點(diǎn)連接在一條總線上。個(gè)節(jié)點(diǎn)連接在一條總線上。而而82C25082C250支持多達(dá)支持多達(dá)110110個(gè)節(jié)點(diǎn)，并能以個(gè)節(jié)點(diǎn)，并能以1Mbps1Mbps的速率工作于惡劣電氣環(huán)境的速率工作于惡劣電氣環(huán)境第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CAN總線I/O器件82C15082C15082C150是一種具有是一種具有CANCAN總線接口的模擬和數(shù)字總線接口的模擬和數(shù)字I/

33、OI/O器件，可用于傳感器、執(zhí)行器接口。主器件，可用于傳感器、執(zhí)行器接口。主要功能包括：要功能包括： CANCAN接口功能和接口功能和I/OI/O功能功能 CANCAN接口功能接口功能 符合具有嚴(yán)格的位定時(shí)的符合具有嚴(yán)格的位定時(shí)的CANCAN技術(shù)規(guī)范技術(shù)規(guī)范2.0A2.0A和和2.0B2.0B 全集成內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器（不需要晶振），全集成內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器（不需要晶振），位速率為位速率為20K125Kbit/s20K125Kbit/s具有位速率自動(dòng)檢測和校正功能具有位速率自動(dòng)檢測和校正功能第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CAN總線I/O器件82C150由由4 4個(gè)可編程標(biāo)識(shí)符位，在一個(gè)個(gè)可編程標(biāo)

34、識(shí)符位，在一個(gè)CANCAN總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)上最多可連接上最多可連接1616個(gè)個(gè)82C15082C150支持總線故障自動(dòng)恢復(fù)支持總線故障自動(dòng)恢復(fù)具有通過具有通過CANCAN總線喚醒功能的睡眠方式總線喚醒功能的睡眠方式 帶有帶有CANCAN總線差分輸入比較器和輸出驅(qū)動(dòng)器總線差分輸入比較器和輸出驅(qū)動(dòng)器第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述I/OI/O功能功能1616條可配置的數(shù)字及模擬條可配置的數(shù)字及模擬I/OI/O口線口線每條每條I/OI/O口線均可單獨(dú)配置，包括口線均可單獨(dú)配置，包括I/OI/O方向，方向，口模式和輸入跳變的檢測功能口模式和輸入跳變的檢測功能在用作數(shù)字輸入時(shí)，可設(shè)置為由輸入端變化在

35、用作數(shù)字輸入時(shí)，可設(shè)置為由輸入端變化引起引起CANCAN報(bào)文自動(dòng)發(fā)送報(bào)文自動(dòng)發(fā)送兩個(gè)分辨率為兩個(gè)分辨率為1010位的準(zhǔn)模擬量（分配脈沖調(diào)位的準(zhǔn)模擬量（分配脈沖調(diào)制制PDMPDM）輸出）輸出具有具有6 6路模擬輸入通道的路模擬輸入通道的1010位位A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器兩個(gè)通用比較器兩個(gè)通用比較器第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CAN總線I/O器件82C150的應(yīng)用TOPFETTOPFETM電機(jī)燈模擬傳感器開關(guān)量第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述可配置片上系統(tǒng)TA7V05 TA7VTA7V是一個(gè)完整的是一個(gè)完整的3232位現(xiàn)場可配置片上系統(tǒng)，位現(xiàn)場可配置片上系統(tǒng)，集成了廣泛流行的集成了廣

36、泛流行的3232位位ARM7 ARM7 處理器內(nèi)核、可處理器內(nèi)核、可編程邏輯、存儲(chǔ)子系統(tǒng)和專用內(nèi)部總線編程邏輯、存儲(chǔ)子系統(tǒng)和專用內(nèi)部總線 適合于工業(yè)現(xiàn)場和控制領(lǐng)域的應(yīng)用適合于工業(yè)現(xiàn)場和控制領(lǐng)域的應(yīng)用 具備功能豐富的具備功能豐富的FastChipFastChip開發(fā)套件，為開發(fā)、開發(fā)套件，為開發(fā)、設(shè)計(jì)人員提供一個(gè)靈活的可配置平臺(tái)，能快設(shè)計(jì)人員提供一個(gè)靈活的可配置平臺(tái)，能快速地開發(fā)出自定制的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)速地開發(fā)出自定制的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng) 第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述TA7V的主要性能高性能、低功耗的高性能、低功耗的3232位位ARM7ARM7處理器處理器支持實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)源碼級(jí)調(diào)試。

37、支持實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)源碼級(jí)調(diào)試。集成了集成了10/100M10/100M以太網(wǎng)以太網(wǎng)為發(fā)送接收內(nèi)建了為發(fā)送接收內(nèi)建了2KB FIFO2KB FIFO緩存，支持緩存，支持3 3個(gè)個(gè)以上以上MACMAC地址地址集成了集成了CAN2.0BCAN2.0B控制器控制器帶有優(yōu)先級(jí)仲裁，帶有優(yōu)先級(jí)仲裁，1616個(gè)接收緩沖器，個(gè)接收緩沖器，8 8個(gè)發(fā)送報(bào)文存儲(chǔ)器。個(gè)發(fā)送報(bào)文存儲(chǔ)器。報(bào)文濾波支持報(bào)文濾波支持DeviceNetDeviceNet和和CanOPENCanOPEN協(xié)議協(xié)議第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述集成了集成了USB1.1USB1.1控制器控制器支持最高速率為支持最高速率為12M12M的通

38、用串行總線的通用串行總線2 2個(gè)個(gè)UARTUART通用異步收發(fā)接口，可配置成通用異步收發(fā)接口，可配置成RS-RS-232232、RS-485RS-485等通信接口等通信接口相當(dāng)于相當(dāng)于64006400個(gè)個(gè)FPGAFPGA門陣列的可配置系統(tǒng)邏輯門陣列的可配置系統(tǒng)邏輯（CSL Configurable System LogicCSL Configurable System Logic）矩陣；）矩陣；支持標(biāo)準(zhǔn)邏輯設(shè)計(jì)工具，可實(shí)現(xiàn)快速加法支持標(biāo)準(zhǔn)邏輯設(shè)計(jì)工具，可實(shí)現(xiàn)快速加法器、乘法器、邏輯運(yùn)算、計(jì)數(shù)器等專用電器、乘法器、邏輯運(yùn)算、計(jì)數(shù)器等專用電路路第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述32KB32KB內(nèi)

39、部高速暫存內(nèi)部高速暫存SRAMSRAM、8KB8KB混合指令混合指令/ /數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)緩存，支持外部緩存，支持外部EEPROMEEPROM、FlashFlash、SDRAMSDRAM內(nèi)內(nèi)存子系統(tǒng)，支持存子系統(tǒng)，支持JTAGJTAG接口實(shí)時(shí)調(diào)試功能接口實(shí)時(shí)調(diào)試功能8 8通道通道1010位位ADCADC，多功能定時(shí)器陣列（，多功能定時(shí)器陣列（Multi-Multi-Function Timer ArrayFunction Timer Array），豐富的可編程），豐富的可編程PIOPIO接口接口第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述FastChip 配套開發(fā)工具配套開發(fā)工具FastChipFastChi

40、p中包括中包括TriscendTriscend軟模塊庫軟模塊庫 可直接在可直接在FastChipFastChip編輯界面上配置這些軟模塊，編輯界面上配置這些軟模塊，實(shí)現(xiàn)不同功能的靈活設(shè)計(jì)，系統(tǒng)開發(fā)的可靠性高。實(shí)現(xiàn)不同功能的靈活設(shè)計(jì)，系統(tǒng)開發(fā)的可靠性高。允許設(shè)計(jì)人員導(dǎo)入利用第三方工具生成的用戶自允許設(shè)計(jì)人員導(dǎo)入利用第三方工具生成的用戶自定義的網(wǎng)表文件，作為定義的網(wǎng)表文件，作為FastChipFastChip的新模塊，用于的新模塊，用于系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置 TA7V05TA7V05支持支持Red HatRed Hat、uCLinuxuCLinux和和uCuC/OS/OS等嵌入式操等嵌入式操作系統(tǒng)作系統(tǒng)

41、用戶可根據(jù)系統(tǒng)開發(fā)的需要和特點(diǎn)，選擇適當(dāng)用戶可根據(jù)系統(tǒng)開發(fā)的需要和特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)牟僮飨到y(tǒng)的操作系統(tǒng), ,編寫應(yīng)用程序并下載到開發(fā)板上編寫應(yīng)用程序并下載到開發(fā)板上 第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述TA7V的工業(yè)總線“網(wǎng)關(guān)”功能 由于由于TA7VTA7V配備了配備了UARTUART、USB1.1USB1.1、CAN2.0BCAN2.0B、以太網(wǎng)、以太網(wǎng)等廣泛流行的工業(yè)總線標(biāo)準(zhǔn)接口，可根據(jù)實(shí)際要等廣泛流行的工業(yè)總線標(biāo)準(zhǔn)接口，可根據(jù)實(shí)際要求在短時(shí)期內(nèi)實(shí)現(xiàn)自定制的以太網(wǎng)橋，為工業(yè)控求在短時(shí)期內(nèi)實(shí)現(xiàn)自定制的以太網(wǎng)橋，為工業(yè)控制設(shè)備的制設(shè)備的InternetInternet接入提供了方便可行的解決方接

42、入提供了方便可行的解決方案，案，利用利用TA7VTA7V自帶的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和豐富的自帶的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和豐富的APIAPI函數(shù)可函數(shù)可以縮短應(yīng)用開發(fā)周期。以縮短應(yīng)用開發(fā)周期。該款芯片可以作為工業(yè)總線互聯(lián)、工業(yè)總線接入該款芯片可以作為工業(yè)總線互聯(lián)、工業(yè)總線接入InternetInternet的的“網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)”，可作為嵌入式網(wǎng)關(guān)的芯片，可作為嵌入式網(wǎng)關(guān)的芯片 第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述利用片上可編程利用片上可編程PIOPIO通道、通道、ADCADC通道，實(shí)現(xiàn)離散、通道，實(shí)現(xiàn)離散、模擬參數(shù)的輸入、輸出模擬參數(shù)的輸入、輸出還可以利用系統(tǒng)內(nèi)部的還可以利用系統(tǒng)內(nèi)部的CSLCSL邏輯和片上資源實(shí)現(xiàn)邏輯

43、和片上資源實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、PLCPLC和和PIDPID等復(fù)雜的控制功能，可作等復(fù)雜的控制功能，可作為工業(yè)控制現(xiàn)場的主控制器和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的為工業(yè)控制現(xiàn)場的主控制器和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的核心芯片核心芯片。 第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CAN總線上測控?cái)?shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控 第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CANCAN網(wǎng)段上的測控節(jié)點(diǎn)通過網(wǎng)段上的測控節(jié)點(diǎn)通過TA7VTA7V上的上的CAN2.0BCAN2.0B接接口與片上系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，存入口與片上系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，存入TA7VTA7V的內(nèi)存或的內(nèi)存或相應(yīng)的變量中相應(yīng)的變量中TA7TA7內(nèi)存中測控?cái)?shù)據(jù)可打包為以太網(wǎng)幀，再通過內(nèi)存中測控?cái)?shù)據(jù)可打包為以

44、太網(wǎng)幀，再通過TA7VTA7V上的以太網(wǎng)接口發(fā)送到以太網(wǎng)上上的以太網(wǎng)接口發(fā)送到以太網(wǎng)上這里的這里的TA7VTA7V并不是嚴(yán)格意義上的網(wǎng)關(guān)，只是不并不是嚴(yán)格意義上的網(wǎng)關(guān)，只是不同協(xié)議網(wǎng)段間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)通道。同協(xié)議網(wǎng)段間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)通道。通過數(shù)據(jù)交換的通過數(shù)據(jù)交換的B/SB/S（瀏覽器（瀏覽器/ /服務(wù)器）模式，服務(wù)器）模式，用戶不必親臨現(xiàn)場就可以對(duì)現(xiàn)場的用戶不必親臨現(xiàn)場就可以對(duì)現(xiàn)場的CANCAN總線數(shù)總線數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，達(dá)到了遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，達(dá)到了遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述在在ARM7ARM7處理器中植入處理器中植入uCLinuxuCLinux操作系統(tǒng)，而操作系統(tǒng)

45、，而uCLinuxuCLinux支持支持Web Web 功能，其功能，其Boa Web ServerBoa Web Server是一個(gè)單任務(wù)的是一個(gè)單任務(wù)的HTTPHTTP服務(wù)器，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)服務(wù)器，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)Web Web 用戶通過提交表單的方式發(fā)出用戶通過提交表單的方式發(fā)出HTMLHTML請(qǐng)求，服請(qǐng)求，服務(wù)器端接收此請(qǐng)求后執(zhí)行相應(yīng)的務(wù)器端接收此請(qǐng)求后執(zhí)行相應(yīng)的CGICGI程序，程序，根據(jù)用戶的表單請(qǐng)求進(jìn)行數(shù)據(jù)存取處理，根據(jù)用戶的表單請(qǐng)求進(jìn)行數(shù)據(jù)存取處理，并生成動(dòng)態(tài)并生成動(dòng)態(tài)HTMLHTML文件加載這些數(shù)據(jù)信息，文件加載這些數(shù)據(jù)信息，并返回給瀏覽器，完成一次信息交互并返回給瀏覽器，完成一次信息

46、交互 第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述用戶只需編寫服務(wù)器端的相關(guān)用戶只需編寫服務(wù)器端的相關(guān)CGICGI程序，對(duì)程序，對(duì)uCLinuxuCLinux 內(nèi)核和應(yīng)用程序重新編譯后，把內(nèi)核和應(yīng)用程序重新編譯后，把映像文件下載到映像文件下載到FlashFlash存儲(chǔ)器，就可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器，就可以實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的WebWeb服務(wù)功能。服務(wù)功能。利用利用TA7V05TA7V05片上系統(tǒng)的嵌入式片上系統(tǒng)的嵌入式WebWeb方式，可以方式，可以很方便地實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)和很方便地實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)和CANCAN總線的互聯(lián)，并總線的互聯(lián)，并具有體積小、可靠性高、易于增加其他控具有體積小、可靠性高、易于增加其他控制功

47、能的優(yōu)點(diǎn)，是制功能的優(yōu)點(diǎn)，是CANCAN總線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的總線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的理想解決方案。理想解決方案。 第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述TA7VTA7V有功能強(qiáng)大的邏輯功能模塊；豐富的有功能強(qiáng)大的邏輯功能模塊；豐富的I/OI/O接口可實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、儀表設(shè)備等功接口可實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、儀表設(shè)備等功能，還具有多種工業(yè)總線接口，在工業(yè)控能，還具有多種工業(yè)總線接口，在工業(yè)控制領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。制領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化和智能化是技術(shù)發(fā)展工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化和智能化是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢的必然趨勢 ，以片上系統(tǒng)為代表的嵌入，以片上系統(tǒng)為代表的嵌入式系統(tǒng)將在工業(yè)控制中發(fā)揮更大的作

48、用式系統(tǒng)將在工業(yè)控制中發(fā)揮更大的作用 第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述車身控制器硬件設(shè)計(jì)車身控制器設(shè)計(jì)要求車身控制器設(shè)計(jì)要求功能要求：如車身部件的正常工作、數(shù)功能要求：如車身部件的正常工作、數(shù)據(jù)通信、提供診斷信息據(jù)通信、提供診斷信息 工程要求：如工作溫度、防干擾性、尺工程要求：如工作溫度、防干擾性、尺寸要求、耐磨性等寸要求、耐磨性等客戶的特定要求：如對(duì)電源、微處理器、客戶的特定要求：如對(duì)電源、微處理器、輸入輸出點(diǎn)定義輸入輸出點(diǎn)定義 第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述看門狗電源復(fù)位32位ARM7CPU存儲(chǔ)單元A7V片上系統(tǒng)車身車身控制器控制器437數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)PIOADC模塊DI模塊A

49、I模塊傳感器/開關(guān)RS232UART系統(tǒng)系統(tǒng)標(biāo)定標(biāo)定JTAGPC機(jī)PIOMCU配置配置+3.3V+5V+12V電壓調(diào)電壓調(diào)理模塊理模塊SPILCD顯示CAN控制器CAN收發(fā)器CAN121613PIOPIOPIO大功率DO模塊大功率DO模塊大功率DO模塊照明、空調(diào)大功率設(shè)備狀態(tài)指示等中功率設(shè)備儀表盤等小功率設(shè)備第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述車身控制節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信車輛啟動(dòng)時(shí)的自檢車輛啟動(dòng)時(shí)的自檢中央控制單元向各個(gè)模塊發(fā)送自檢命令，中央控制單元向各個(gè)模塊發(fā)送自檢命令，并收集各個(gè)模塊的返回信息。通過分并收集各個(gè)模塊的返回信息。通過分析處理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題。析處理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題。周期性數(shù)

50、據(jù)刷新周期性數(shù)據(jù)刷新控制器單元可以定期向功能模塊采集車控制器單元可以定期向功能模塊采集車門是否關(guān)閉、車鎖是否上鎖、車窗的門是否關(guān)閉、車鎖是否上鎖、車窗的停止位置、座椅的電機(jī)狀態(tài)、室內(nèi)溫停止位置、座椅的電機(jī)狀態(tài)、室內(nèi)溫度、通風(fēng)狀態(tài)等狀態(tài)信息。度、通風(fēng)狀態(tài)等狀態(tài)信息。第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述車身控制節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信運(yùn)行過程中監(jiān)視運(yùn)行過程中監(jiān)視監(jiān)視總線上報(bào)文幀的收發(fā)情況，如發(fā)現(xiàn)總線監(jiān)視總線上報(bào)文幀的收發(fā)情況，如發(fā)現(xiàn)總線異常，自動(dòng)作出緊急處理，給駕駛?cè)藛T發(fā)出異常，自動(dòng)作出緊急處理，給駕駛?cè)藛T發(fā)出報(bào)警等。報(bào)警等。CANCAN采用的非破壞性總線仲裁技術(shù)，本質(zhì)上屬于采用的非破壞性總線仲裁技術(shù)，本質(zhì)

51、上屬于以事件觸發(fā)的通信方式以事件觸發(fā)的通信方式其通信具有某種程度的非確定性，無法從根其通信具有某種程度的非確定性，無法從根本上保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸本上保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸?shù)诘?章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述CAN通信的時(shí)間觸發(fā)（Time Triggered communication由時(shí)間觸發(fā)的通信協(xié)議，其網(wǎng)絡(luò)調(diào)度具由時(shí)間觸發(fā)的通信協(xié)議，其網(wǎng)絡(luò)調(diào)度具有確定性、實(shí)時(shí)性有確定性、實(shí)時(shí)性為滿足汽車控制網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的實(shí)時(shí)性為滿足汽車控制網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的實(shí)時(shí)性要求而開發(fā)了如要求而開發(fā)了如TTCANTTCAN、FTTCANFTTCAN等等能及時(shí)傳送控制網(wǎng)絡(luò)的各種數(shù)據(jù)能及時(shí)傳送控制網(wǎng)絡(luò)的各種數(shù)據(jù)第第1章章 現(xiàn)場總

52、線概述現(xiàn)場總線概述TT-CAN（ Time Triggered communication on CAN）TT-CANTT-CAN是對(duì)是對(duì)CANCAN擴(kuò)展而形成的實(shí)時(shí)控制協(xié)議擴(kuò)展而形成的實(shí)時(shí)控制協(xié)議在在CANCAN的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層上添加了一個(gè)會(huì)話層的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層上添加了一個(gè)會(huì)話層TT-CANTT-CAN已被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織接收為已被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織接收為ISO11898-4ISO11898-4規(guī)范規(guī)范ISO11898-4ISO11898-4規(guī)定了兩種規(guī)定了兩種TT-CANTT-CAN：基于時(shí)間主節(jié)點(diǎn)（基于時(shí)間主節(jié)點(diǎn)（Time masterTime master）的時(shí)間觸發(fā)）的時(shí)間觸發(fā)CA

53、NCAN協(xié)協(xié)議。議。建立全局同步時(shí)基（建立全局同步時(shí)基（Time baseTime base）的時(shí)間觸發(fā)）的時(shí)間觸發(fā)CANCAN協(xié)協(xié)議。議。 第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述傳輸列6傳輸列5傳輸列4傳輸列3傳輸列2傳輸列1全局時(shí)間基本周期基本周期基本周期基本周期參考報(bào)文報(bào)文6報(bào)文4報(bào)文1參考報(bào)文報(bào)文5報(bào)文4報(bào)文1參考報(bào)文仲裁窗口仲裁窗口報(bào)文1報(bào)文6報(bào)文7備用窗口報(bào)文3報(bào)文3報(bào)文3報(bào)文4報(bào)文4報(bào)文2參考報(bào)文備用窗口仲裁窗口報(bào)文1報(bào)文5報(bào)文3報(bào)文2獨(dú)占窗口第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述FTT-CAN (Flexible TT-CAN)FTT-CANFTT-CAN的最大特點(diǎn)是可根據(jù)需求在線

54、修改網(wǎng)絡(luò)策略的最大特點(diǎn)是可根據(jù)需求在線修改網(wǎng)絡(luò)策略適合于子系統(tǒng)之間異步訪問總線的應(yīng)用場合適合于子系統(tǒng)之間異步訪問總線的應(yīng)用場合用于導(dǎo)航控制、用于導(dǎo)航控制、ABSABS等。等。FTT-CANFTT-CAN的通信特點(diǎn)的通信特點(diǎn)采用單主多從結(jié)構(gòu)采用單主多從結(jié)構(gòu)由主節(jié)點(diǎn)同步系統(tǒng)時(shí)鐘由主節(jié)點(diǎn)同步系統(tǒng)時(shí)鐘總線時(shí)間由無限循環(huán)的基本周期組成總線時(shí)間由無限循環(huán)的基本周期組成每個(gè)基本周期起點(diǎn)發(fā)送表示基本周期開始的每個(gè)基本周期起點(diǎn)發(fā)送表示基本周期開始的觸發(fā)報(bào)文（觸發(fā)報(bào)文（Trigger messageTrigger message）第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述FTT-CAN (Flexible TT-CAN

55、)基本周期分為同步報(bào)文窗口和異步報(bào)文窗口，基本周期分為同步報(bào)文窗口和異步報(bào)文窗口，同步報(bào)文窗口用于傳輸周期性報(bào)文；同步報(bào)文窗口用于傳輸周期性報(bào)文；同步報(bào)文的數(shù)據(jù)域中包括有觸發(fā)通信的調(diào)度同步報(bào)文的數(shù)據(jù)域中包括有觸發(fā)通信的調(diào)度信息，如同步窗口的起始時(shí)刻點(diǎn)、在此周信息，如同步窗口的起始時(shí)刻點(diǎn)、在此周期里需要傳輸?shù)膱?bào)文等。期里需要傳輸?shù)膱?bào)文等。在基本周期異步報(bào)文窗口用于傳輸非周期性在基本周期異步報(bào)文窗口用于傳輸非周期性報(bào)文，用于傳輸報(bào)警、診斷等非實(shí)時(shí)性的報(bào)文，用于傳輸報(bào)警、診斷等非實(shí)時(shí)性的信息。信息。FTT-CANFTT-CAN采用面向基本周期、而非面向每個(gè)報(bào)文的方式采用面向基本周期、而非面向每個(gè)報(bào)文

56、的方式第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述TTP/C（Time Triggered Protocol）TTPTTP是時(shí)間觸發(fā)協(xié)議的縮寫，是時(shí)間觸發(fā)協(xié)議的縮寫，C C代表代表SAESAE的網(wǎng)絡(luò)級(jí)的網(wǎng)絡(luò)級(jí)別別Class CClass C。TTP/CTTP/C屬于實(shí)時(shí)、容錯(cuò)、確定性的協(xié)議，采用基屬于實(shí)時(shí)、容錯(cuò)、確定性的協(xié)議，采用基于時(shí)分多路訪問（于時(shí)分多路訪問（TDMATDMA）的總線訪問方式。）的總線訪問方式。即所有總線活動(dòng)基于事先規(guī)定的時(shí)刻點(diǎn)進(jìn)行。即所有總線活動(dòng)基于事先規(guī)定的時(shí)刻點(diǎn)進(jìn)行。因此，每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要準(zhǔn)確的全局時(shí)間基準(zhǔn)，因此，每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要準(zhǔn)確的全局時(shí)間基準(zhǔn)，而且而且TTP/CTTP/C通信協(xié)

57、議能提供容錯(cuò)的時(shí)鐘同步。通信協(xié)議能提供容錯(cuò)的時(shí)鐘同步。第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述TTP/C（Time Triggered Protocol）在在TDMATDMA總線訪問中，每個(gè)通信控制器在時(shí)間軸總線訪問中，每個(gè)通信控制器在時(shí)間軸上將分配到屬于自己的時(shí)隙（上將分配到屬于自己的時(shí)隙（Time slotTime slot），），用于傳輸自己的報(bào)文。事先規(guī)定好每個(gè)報(bào)文用于傳輸自己的報(bào)文。事先規(guī)定好每個(gè)報(bào)文的傳輸時(shí)刻點(diǎn)。總線上的所有節(jié)點(diǎn)知道某一的傳輸時(shí)刻點(diǎn)。總線上的所有節(jié)點(diǎn)知道某一節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文的時(shí)刻點(diǎn)。通過比較事先規(guī)定節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文的時(shí)刻點(diǎn)。通過比較事先規(guī)定好的報(bào)文接收時(shí)刻點(diǎn)和實(shí)際接收時(shí)刻，接收

58、好的報(bào)文接收時(shí)刻點(diǎn)和實(shí)際接收時(shí)刻，接收?qǐng)?bào)文的節(jié)點(diǎn)可以簡單地進(jìn)行時(shí)鐘同步的校正。報(bào)文的節(jié)點(diǎn)可以簡單地進(jìn)行時(shí)鐘同步的校正。并可以預(yù)測每個(gè)報(bào)文的最大傳輸延遲時(shí)間，并可以預(yù)測每個(gè)報(bào)文的最大傳輸延遲時(shí)間，保證高實(shí)時(shí)性通信的要求。保證高實(shí)時(shí)性通信的要求。 第第1章章 現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線概述ByteFlightByteFlightByteFlight是寶馬公司發(fā)布的總線標(biāo)準(zhǔn)，主要是寶馬公司發(fā)布的總線標(biāo)準(zhǔn)，主要應(yīng)用于安全氣囊、安全帶等高性能汽車控制應(yīng)用于安全氣囊、安全帶等高性能汽車控制領(lǐng)域和一些航空領(lǐng)域。領(lǐng)域和一些航空領(lǐng)域。ByteFlightByteFlight的數(shù)據(jù)通信采用的數(shù)據(jù)通信采用FTDMAFTDMA柔性時(shí)分多柔性時(shí)分多路訪問（路訪問（Flexible Time Division Flexible Time Division Multiple AccessMultiple Access）的媒體訪問方式。一個(gè)）的媒體訪問方式。一個(gè)同步主控制器周期性地發(fā)送同步脈沖，網(wǎng)絡(luò)同步主控制器周期性地發(fā)送同步脈沖，網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)基于此脈沖同步本地時(shí)鐘。連上的其他節(jié)點(diǎn)基于此脈沖同步本地時(shí)鐘。連續(xù)兩個(gè)同步脈沖之間的時(shí)間間隔是一個(gè)周期續(xù)兩個(gè)同步脈沖之間的時(shí)間間隔是一個(gè)周期時(shí)間（時(shí)間（Cycle t