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傳感器

ARM嵌入式開發(fā)系統(tǒng)與CAN總線

2025China.cn   2007年09月05日

  隨著集成電路和嵌入式電腦在汽車上的廣泛應用,現(xiàn)代汽車上的電子控制器的數(shù)量越來越多,常見的有發(fā)動機的電子燃油噴射裝置、防抱死制動裝置(ABS)、安全氣囊裝置、電動門窗裝置、主動懸架等。電控系統(tǒng)的增加雖然提高了轎車的動力性、經(jīng)濟性和舒適性,但隨之增加的復雜電路也降低了汽車的可靠性,增加了維修的難度。從布線角度分析,傳統(tǒng)的電子氣系統(tǒng)大多采用點對點的單一通信方式,相互之間少有聯(lián)系,這樣必然造成寵大的布線系統(tǒng)。因此,一種新的概念——汽車上電子控制器局域網(wǎng)絡CAN,也就應運而生。為使不同廠家生產(chǎn)的零部件能在同一輛汽車上協(xié)調(diào)工作,必須制定標準。按照ISO有關(guān)標準,CAN的拓撲結(jié)構(gòu)為總線式,因此稱為CAN總線。CAN總線被設(shè)計作為汽車環(huán)境中的微控制器通信,在車載各電子控制裝置ECN之間交換信息,在車載各電子控制裝置ECN之間交換信息,形成汽車電子控制網(wǎng)絡。

  控制器局域網(wǎng)CAN(Controller Area Network)是一種多主方式的串行通信總線,基本設(shè)計規(guī)范要求有高的位速率,高抗電磁干擾性,而且能夠檢測出產(chǎn)生的任何錯誤。CAN在汽車上的應用,具有很多行業(yè)標準或者是國際標準,比如國際標準化組織(ISO)的ISO11992、ISO11783以及汽車工程協(xié)會(Societyof Automotive Engigeers)的SAE J1939。CAN總線已經(jīng)作為汽車的一種標準設(shè)備列入汽車的整車設(shè)計中。

  CAN總線簡介

  CAN通信協(xié)議規(guī)定了4種不同的幀格式,即數(shù)據(jù)幀、遠程幀、錯誤幀和超載幀。基于以下幾條基本規(guī)則進行通信協(xié)調(diào):總線訪問、仲裁、編碼/解碼、出錯標注和超裁標注。CAN遵從OSI模型。按照OSI基準模型只有三層:物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和哀告層,但應用層尚需用戶自己定義。CAN總線作為一種有效支持分布式控制或?qū)崟r控制的串行通信網(wǎng)絡,應用范圍遍及從高速網(wǎng)絡到低成本的多線路網(wǎng)絡。如:CAN在汽車中的發(fā)動機控制部件、ABS、抗滑系統(tǒng)等應用中的位速率可高達1Mbps。同時,它可以廉價地用于交通運載工具電器系統(tǒng)中,例如電氣窗口、燈光聚束、座椅調(diào)節(jié)等,以替代所需要的硬件連接。其傳輸介制裁為雙絞線,通信速率最高可達1Mbps/40m,直接傳輸距離最遠可達10km/5kbps,掛接設(shè)備數(shù)最多可達110個。CAN為多主工作方式,通信方式靈活,無需站地址等節(jié)點信息,采用非破壞性總線仲裁技術(shù),滿足實時要求。另外,CAN采用短幀結(jié)構(gòu)傳輸信號,傳輸時間短,具有較強的抗干擾能力。

  CAN總線與其它通信協(xié)議的不同之處主要有兩方面:一是報文傳送不包含目標地址,它是以全網(wǎng)廣播為基礎(chǔ),各接收站根據(jù)報文中反映數(shù)據(jù)性質(zhì)的標識符過濾報文,其特點是可在線上網(wǎng)下網(wǎng)、即插即用和多站接收;另外一個方面就是特別強化了數(shù)據(jù)安全性,滿足控制系統(tǒng)及其它較高數(shù)據(jù)要求系統(tǒng)的需求。

  在現(xiàn)代汽車的設(shè)計中,CAN總線已經(jīng)成為構(gòu)建汽車網(wǎng)絡的一種趨勢;而汽車網(wǎng)絡作為直接與汽車內(nèi)部各個ECU連接并負責命令的傳遞、數(shù)據(jù)的發(fā)送及共享,其可靠性和穩(wěn)定性與整車的性能緊密相關(guān)。本文的設(shè)計開發(fā)是在基于試驗條件下搭建的仿真平臺,節(jié)點之間的通信是通過對等的CAN通信節(jié)點進行的。試驗表明其運行性能穩(wěn)定可靠,但實用化仍需要進一步的研究和改進,且程序的通信處理能力、糾錯和容錯能力有待進一步的提高

  北京世紀普光科技有限公司,把CAN總線融合到嵌入式平臺中,在其ARM-EP9315和ARM-S3C2440嵌入式平臺上都做到了CAN總線功能的實現(xiàn)。ARM嵌入式控制平臺,具有開放、集成度高、尺寸小、可擴展性強、低功耗等特點,非常適合與數(shù)字家電、車載設(shè)備、通信終端、網(wǎng)絡設(shè)備等的應用。如今有了CAN總線的實現(xiàn),使其在此方面的應用更為有效!

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