CN102970203A - 一种动态同步的can通讯设备和方法 - Google Patents

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刘春生
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胡建军
李�杰
陈旺
李耀伟
李晴
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Abstract

本发明涉及一种动态同步的CAN通讯设备，包括一个主CPU，若干个从CPU，其中主CPU按一定时间间隔发送数据，从CPU与主CPU同步，从CPU在主CPU发送数据后的一段滞后时间t后开始发送数据；该时间短于主CPU发送数据的时间间隔，并且各个从CPU的滞后时间t不同。

Description

一种动态同步的CAN通讯设备和方法
技术领域
本发明涉及CAN(控制器局域网)通讯方法，尤其涉及一种动态同步的CAN通讯设备和方法，通过动态同步的方式，实现准同步的通讯结果。
背景技术
目前，CAN通讯在车辆电控、工业现场等场合应用日益普遍，CAN通讯解决了多主通讯握手和仲裁等问题。
CAN通讯一般在车辆电控中广泛应用，CAN通讯的实时性对车辆的安全性非常重要，采用本方案对提高车辆的安全性有很好的作用，因此应用前景广泛。
当CAN通讯进行大量数据传输，通讯的频次较高时，由于各个CPU发送数据是随机的，有的是多帧连发，这样必然导致帧碰撞加剧，从而引起很多帧会丧失发送，通讯失败，造成通讯的实时性变差，如何解决多主通讯方式下，提高通讯的实时性的同时，减少帧冲突非常重要。
发明内容
本发明的目的是通过建立准同步原则，让各个独立的CPU按照一个统一的顺序发送，从而减少冲突发生的可能性，避免各个CPU无序发送的局面，避免了帧的碰撞，大大提高通讯的有效数据流量和网络数据的实时性，从而解决CAN通讯效率低下和实时性不好的问题。
本发明涉及一种动态同步的CAN通讯设备及其方法，包括一个主CPU，若干个从CPU，其中主CPU按一定时间间隔发送数据，从CPU与主CPU同步，从CPU在主CPU发送数据后的一段滞后时间t后开始发送数据；该时间短于主CPU发送数据的时间间隔，并且各个从CPU的滞后时间t不同。
本发明的动态同步CAN通讯方法，时钟基准是主CPU发出某一个CAN信息帧，即同步帧的发出时刻，主CPU和其他CPU都以同步帧为时间参考，每隔一定时间间隔发出各自的信息；各个CPU在检测同步帧后，就通过计数器进行定时，延时一定时刻再发送自己的数据帧；再次检测同步帧后，计数器重新从0开设计数。
主CPU是指发出同步帧的CPU，如果主CPU失效，同步帧由其它CPU发出。主CPU是指发出同步帧的CPU，如果主CPU失效，其它CPU可以继续以常规CAN通讯方式自主通讯。从CPU在主CPU发送数据后的滞后时间t由总线协议确定。总线协议制定时，可以定义任意一个数据帧是同步帧。
本发明可有效减少CAN通讯的帧碰撞次数，提高CAN通讯的数据流量，提高CAN通讯的实时性，且不必变更现有CAN系统的硬件就可以实现，因此可以大量应用。
附图说明
图1为动态同步CAN通讯的时序原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
为了克服现有的CAN通讯中帧冲突问题，本发明提出一种准同步方法，采用CAN多主通讯方式建立同步机制，然后按照一定顺序让参与通讯的CPU分别发送数据，从而避免无序发送导致的帧碰撞，大大减少帧冲突，提高CAN通讯的数据量。本发明在车辆电控系统中，对提高CAN通讯效率的实时性非常有效。
如果主要定时CPU失效时，其它CPU可以继续以常规CAN通讯方式自主通讯，恢复到常规模式。
图1是基于CAN准同步通讯的时序原理图。图中高电平脉冲表示该CPU发送数据，其它节点接收数据。从图1中可以看出，主CPU按照一定的时间间隔发送数据，从CPU1，从CPU2，从CPU3与主CPU同步，从CPU1在检测到主CPU发送数据后的t1时刻开始发送数据、从CPU2在检测到主CPU发送数据后的t2时刻开始发送数据、从CPU3在检测到主CPU发送数据后的t3时刻开始发送数据。可以看到，同一时刻只有一个CPU在发送数据，从而可以保证总线上没有冲突，提高了总线的利用效率。
图1中的时钟基准是主CPU发出某一个CAN信息帧的发出时刻，主CPU和其他CPU都以该帧为时间参考，每隔一定时间间隔发出各自的信息，这样就不会或减少帧碰撞。在工程运用中，一般的CAN帧周期为5毫秒以上，以这样的时间要求，各个CPU实现同步是可以实现的，各个CPU在收到该帧后，就通过计数器进行定时，延时一定时刻再发送自己的数据帧，但再次收到同步帧后，计数器重新从0开设计数。可以看出，采用本方法实现的同步是一种动态的同步方法。该同步的方法对同步的精度没有严格的要求，因此称为准同步方法。
图1中t1，t2，t3的确定是总线协议确定的，综合考虑系统的通讯速率和节点数，以及各个信息的实时性要求。分配各个数据帧的同步发送时刻。但各个CPU检测到同步帧以后，计数器开始计时，时间达到设定的时刻，如达到t1时刻，就发送T1时刻的数据帧。
图1中的t1，t2，t3是指不同的CAN数据帧的发送时刻，这些时刻可能是同一个CPU，也可能是不同的CPU。
图1中的主CPU是指发出同步帧的CPU，考虑到主CPU可能失效，同步帧也可以由其它CPU发出，关键是同步数据帧。总线协议制定时，可以定义任意一个数据帧是同步帧。
采用本发明的准同步方法，一个重要要求是各个CPU发送占用的时间不能太长，数据帧的功能不宜太多，否则总线管理比较复杂，导致实际使用困难加大。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种动态同步的CAN通讯设备，其特征在于，包括一个主CPU，若干个从CPU，其中主CPU按一定时间间隔发送数据，从CPU在主CPU发送数据后的一段滞后时间t后开始发送数据；该时间短于主CPU发送数据的时间间隔，并且各个从CPU的滞后时间t不同。
2.一种动态同步的CAN通讯方法，其特征在于，包括一个主CPU，若干个从CPU，其中主CPU按一定时间间隔发送数据，从CPU在主CPU发送数据后的一段滞后时间t后开始发送数据；该时间短于主CPU发送数据的时间间隔，并且各个从CPU的滞后时间t不同。
3.如权利要求2所述的CAN通讯方法，其特征在于，时钟基准是主CPU发出某一个CAN信息帧，即同步帧的发出时刻，主CPU和其他CPU都以同步帧为时间参考，每隔一定时间间隔发出各自的信息；各个CPU在检测同步帧后，就通过计数器进行定时，延时一定时刻再发送自己的数据帧；再次检测同步帧后，计数器重新从0开设计数。
4.如权利要求3所述的CAN通讯方法，其特征在于，主CPU是指发出同步帧的CPU，如果主CPU失效，同步帧由其它CPU发出。
5.如权利要求3所述的CAN通讯方法，其特征在于，主CPU是指发出同步帧的CPU，如果主CPU失效，其它CPU可以继续以常规CAN通讯方式自主通讯。
6.如权利要求2所述的CAN通讯方法，其特征在于，从CPU在主CPU发送数据后的滞后时间t由总线协议确定。
7.如权利要求6所述的CAN通讯方法，其特征在于，总线协议制定时，可以定义任意一个数据帧是同步帧。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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