CN103763166A - Can通信系统中物理层信号传输仿真系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种CAN通信系统中物理层信号传输仿真系统，其包括终端电阻、CAN物理通信介质及CAN收发器，所述CAN物理通信介质用于完成信号传输，所述CAN收发器提供对总线的差动发送和接收功能。所述CAN物理通信介质采用双绞线，所述双绞线为分布参数模型，基于Modelica语言完成电路模型的搭建，其包含分布电阻、分布电容和分布电感。本发明考虑了终端电阻、CAN物理通信介质和CAN收发器，使仿真模型更为精确，更接近于真实系统，更能全面地表达通信实际状况。
Description
技术领域
本发明涉及CAN通信系统，具体地说是一种CAN通信系统中物理层信号传输仿真系统。
背景技术
CAN(Controller Area Network)，即控制器局域网。CAN总线传输方式能够有效解决传统数据交换方法(即点对点的传输方式)无法满足现代汽车中所使用的大量电子控制系统和通讯系统的通信要求的问题。传统的测试方法，例如对汽车节点设备(包括电子控制系统、发动机、仪表、传感器、通讯系统等)之间的通信测试时，往往需要完成整个系统的实物验证，即将所有实物节点接入CAN总线进行测试，在要求保障整体系统已开发完毕的前提下，致使其不利于单独设备的开发改进工作，且研发周期长，测试费用高，增大了资源的投入。
现有的CAN通信仿真软件多集中在汽车行业，且为定制软件，并且其对物理层考虑不足，没有充分考虑物理层对整个通信系统的影响。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种CAN通信系统中物理层信号传输仿真系统，该系统建立了精确的物理层模型，对CAN通信系统的仿真更为真实。
按照本发明的技术方案：一种CAN通信系统中物理层信号传输仿真系统，其包括终端电阻、CAN物理通信介质及CAN收发器，所述CAN物理通信介质用于完成信号传输，所述CAN收发器提供对总线的差动发送和接收功能。
所述CAN物理通信介质采用双绞线，所述双绞线为分布参数模型，基于Modelica语言完成电路模型的搭建，其包含分布电阻、分布电容和分布电感。
所述CAN收发器根据Modelica语言非因果建模原理和模块化建模方法搭建物理层模型。
本发明的技术效果在于：本发明考虑了终端电阻、CAN物理通信介质和CAN收发器，使仿真模型更为精确，更接近于真实系统，更能全面地表达通信实际状况。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
图2为本发明中的收发器的电气原理图。
图3为本发明中的双绞线的等效电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
CAN通信协议的仿真测试系统，包括物理层模块、数据链路层模块及应用层模块。数据链路层模块包括CAN核心控制器，CAN核心控制器包括发送模块、接收模块及仲裁模块，发送模块用于将信息帧发往物理层，接收模块用于从物理层获取信息帧，仲裁模块用于对发送出的与接收到的信息帧进行仲裁；应用层模块包括模拟中心计算机及模拟执行设备，用于模拟节点设备仿真模型。
如图1所示，本发明是一种CAN通信系统中物理层信号传输仿真系统，包括终端电阻、CAN物理通信介质及CAN收发器，CAN物理通信介质用于完成信号传输，CAN收发器提供对总线的差动发送和接收功能。
CAN物理通信介质采用双绞线，双绞线为分布参数模型，基于Modelica语言完成电路模型的搭建，其∏型等效电路如图3所示，其包含分布电阻、分布电容和分布电感。当信号波特率较大，双绞线长度相对于信号的波长不小时，双绞线不仅要考虑分布电阻，也要考虑分布电容和分布电感的效应。
CAN收发器以PCA82C250芯片的等效电路图为数学模型，根据Modelica语言非因果建模原理和模块化建模方法搭建物理层模型。
CAN收发器的电气原理图如图2所示，其中TX为发送端、RX为接收端，其工作过程为：该电路根据发送端数据为“0”“1”实时调整电阻RH和RL的大小，达到输出高低电平的目的。CANH传输高电平电压，CANL传输低电平电压；同理，电压差比较器根据CANH和CANL电压信号差得到对应的传输信号“0”或“1”，然后通过RX端传输给CAN核心控制器进行后续处理。
本发明通过Modelica语言，使用MWorks工具，实现了CAN通信系统物理层和信息层组成的CPS系统仿真验证模型的建模；物理层考虑了终端电阻、CAN物理通信介质和CAN收发器，使仿真模型更为精确。本发明使通信系统仿真模型更接近于真实系统，更能全面地表达通信实际状况。
本发明对CAN通信系统的设计和分析提供了有用的工具。全部数字仿真加部分硬件的无缝接入联合仿真，结合精确的物理层模型，可以对CAN通信系统进行逼真的仿真分析，从而可以有效地降低总线节点的设计、开发和测试成本，缩短研发周期。
Claims (3)
1.一种CAN通信系统中物理层信号传输仿真系统，其特征是：包括终端电阻、CAN物理通信介质及CAN收发器，所述CAN物理通信介质用于完成信号传输，所述CAN收发器提供对总线的差动发送和接收功能。
2.按照权利要求1所述的CAN通信系统中物理层信号传输仿真系统，其特征是：所述CAN物理通信介质采用双绞线，所述双绞线为分布参数模型，基于Modelica语言完成电路模型的搭建，其包含分布电阻、分布电容和分布电感。
3.按照权利要求1所述的CAN通信系统中物理层信号传输仿真系统，其特征是：所述CAN收发器根据Modelica语言非因果建模原理和模块化建模方法搭建物理层模型。
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| CN105938336A (zh) * | 2015-03-04 | 2016-09-14 | 现代自动车株式会社 | 调谐can通信模型的方法和装置 |
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| CN113630267A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-11-09 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | 一种适用于能耗控制系统的通信系统仿真评价方法及系统 |
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2013
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