CN105117359A - 一种can口复用装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车电子技术领域，具体涉及一种CAN口复用装置及方法，包括注册模块，需求管理模块和CAN口收发模块，注册模块为每个需要利用CAN口收发数据的应用程序分配唯一性标识，并与应用程序建立主动设置通道和数据透传通道两个通信通道，需求管理模块建立哈希表统一管理应用程序对CAN？ID的订阅需求，并向CAN口收发模块设置所需过滤的CAN？ID，CAN口收发模块连接CAN控制器芯片，根据过滤表从CAN总线上收取数据，或往CAN总线上发送数据。本发明为多个应用程序使用同一个CAN控器制芯片的情况提供一个统一的管理框架，减少各应用程序去缓存和挑选所需CAN数据的消耗，实现比较高效的多应用程序对同一个CAN口的复用。

Description

一种CAN口复用装置及方法

技术领域

本发明涉及汽车电子技术领域，具体涉及一种CAN口复用装置及方法。

背景技术

通常汽车电子设备需要通过一个CAN口（即支持CAN数据连路协议的控制器芯片，如PCA82C200）与CAN总线通信，进行数据收发。单个汽车电子设备中CAN总线上的数据并不是全部需要的，由于汽车CAN总线上的数据量非常大，且数据产生的频率非常高，因此CAN控制芯片需要设置过滤CANID，只从CAN总线上接收需要的CANID对应的数据。

随着汽车电子设备的性能不断提高，汽车电子设备变得越来越复杂。在高等级汽车电子设备上会存在多个并行的应用程序，每个应用程序需要的CANID并不相同，在只采用一个CAN口条件下，如果CAN控制器芯片直接把所接收到的数据不加区分的送往每个程序，则每个程序需自已去缓存、遍历、挑选自己所需的CAN数据，在并行程序较多的情况下，每个程序都去做这样的处理会浪费大量的内存和计算资源。而如果为每个程序都对应一个专用的CAN控制器芯片并设置自己的过滤ID，则明显会增加设备的硬件成本和功耗。

发明内容

解决上述技术问题，本发明提供了一种CAN口复用装置及方法，为多个应用程序使用同一个CAN控器制芯片的情况提供一个统一的管理框架，减少各应用程序去缓存和挑选所需CAN数据的消耗，实现比较高效的多应用程序对同一个CAN口的复用。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是，一种CAN口复用装置，包括注册模块，需求管理模块和CAN口收发模块，注册模块为每个需要利用CAN口收发数据的应用程序分配唯一性标识，并与应用程序建立主动设置通道和数据透传通道两个通信通道，需求管理模块建立哈希表统一管理应用程序对CANID的订阅需求，并向CAN口收发模块设置所需过滤的CANID，CAN口收发模块连接CAN控制器芯片，根据过滤表从CAN总线上收取数据，或往CAN总线上发送数据。

进一步的，主动设置通道采用非阻塞式的进程间通信，数据透传采用阻塞式的Socket通信。

一种CAN口复用方法，该方法运用于上述装置，包括：

1)注册模块执行以下步骤：

步骤一：应用程序向注册模块发送连接请求，

步骤二：注册模块响应请求，并为该应用程序分配一个唯一性标识，

步骤三：注册模块中的连接服务与应用程序建立两个通信通道，一个为主动设置通道，另一个为数据透传通道，

步骤四：将应用程序唯一性标识，以及两个通道的通信资源移交给需求管理模块，

2)需求管理模块从注册模块接收应用程序唯一性标识，以及两个通道的通信资源，存入通道信息表中，两个通信通道各自独立工作，

当从主动设置通道接收到数据时：

步骤一：从主动设置通道接收应用程序发来的CANID设置信息或CAN数据发送信息。如果接收到的是CANID设置信息，进步骤二，如果为CAN数据发送信息，进入步骤三，

步骤二：从CANID设置信息中，取出第n个CANID，记为IDn，并取出设置信息，如果设置信息为订阅：

查询CANID需求HASH表的索引，是否包含IDn，如果不包含，则新建索引IDn，并将应用程序唯一性标识加入到索引内容中。由于新增了一个需要接收的ID，因此接着需要往CAN口收发模块发送过滤IDn，让CAN口收发模块把IDn设置进CAN控制器的过滤ID里，

如果已包含IDn，则查找索引内容中否已包含该程序唯一性标识，如果不包含，将应用程序唯一性标识加入到索引内容中，如果包含，则不做处理，

如果设置消息为取消：

查询CANID需求HASH表的索引，是否包含IDn，如果不包含，则不做处理，

如果已包含IDn，则查找索引内容中否已包含该程序唯一性标识，如果不包含，则不做处理，如果包含，将应用程序唯一性标识从索引内容中去除，接着判断索引内容是否为空，如果为空，则CAN口收发模块把IDn从CAN控制器的过滤ID里去除，如果索引内容不为空，则表示还有其它应用程序需要IDn的数据，做其它处理。

步骤三：将收到的CAN数据发送信息直接送往CAN口收发模块，往CAN总线发送，

当从CAN口收发模块收到数据Data时：

步骤一、从收到的数据Data中取出第i个CANID，记为IDi,

步骤二、从CANID需求HASH表中索引出IDi的内容,IDi的索引内容包含应用程序唯一性标识,

步骤三、从通道信息表中，查找应用程序唯一性标识对应的数据透传通道资源,

步骤四、将Data分别通过数据透传通道资源发送到各自的应用程序,

3)CAN口收发模块用于从需求管理模块接收过滤CANID，设置到CAN控制器芯片，并从需求管理模块接收发送数据信息，往CAN总线上发送，还利用CAN控制器芯片从CAN总线上接收CAN数据Data，并将Data送往需求管理模块。

本发明通过采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下优点：在电子设备上只有一个CAN控制器的条件下，每个需要CAN数据的应用程序提供性能优良的服务；对应用程序而言，接收到的CAN数据都是有用数据(相对本程序而言)，减少了对CAN数据的挑选，缓存CAN数据和解析CAN数据帧的消耗，好比为每个需要CAN数据的应用程序配备了专门的CAN控制器。实现比较高效的多应用程序对同一CAN口的复用。

附图说明

图1是本发明的实施例的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

作为一个具体的实施例，如图1所示，本发明的一种CAN口复用装置，包括注册模块，需求管理模块和CAN口收发模块，注册模块为每个需要利用CAN口收发数据的应用程序分配唯一性标识，并与应用程序建立主动设置和数据透传两个通信通道，主动设置通道采用非阻塞式的进程间通信，数据透传采用阻塞式的Socket通信，需求管理模块建立哈希表统一管理应用程序对CANID的订阅需求，并向CAN口收发模块设置所需过滤的CANID，CAN口收发模块连接CAN控制器芯片，根据过滤表从CAN总线上收取数据，或往CAN总线上发送数据。

过滤表是根据哈希表中的CANID构造，只接收有哈希表中对应CANID数据，CANID需求HASH表：

由CANID和应用程序建立的HASH表，每行对应用一个CANID，应用程序唯一标识至少有一个，也可以有多个，这里假设有三个应用程序的唯一标识分别为A，B，C；需要的CAN数据ID分别是A需要的CANID为（1、2、3），B需要的CANID为（1、3、4、5），C需要的CANID为（3，5），由这些信息建立的HASH表如下：

通道信息表：

应用程序唯一标识	通道信息
		每个程序的唯一标识	主动设置通道、数据透传通道 资源

其中，主动设置通道采用非阻塞式的进程间通信，数据透传采用阻塞式的Socket通信。

一种CAN口复用方法，该方法运用于上述装置，包括：

1)注册模块执行以下步骤：

步骤一：应用程序向注册模块发送连接请求。

步骤二：注册模块响应请求，并为该应用程序分配一个唯一性标识，该标识可以是字符串，也可以是长整型ID，为唯一性标识，不与其它应用程序重复。

步骤三：注册模块中的连接服务（该服务为SocketServer）与应用程序建立两个通信通道，一个为主动设置通道，另一个为数据透传通道。其中主动设置通道为非阻塞式通信，优点在于主动设置信息一般较少，采用非阻塞式可节省通信资源；数据透传通道为阻塞式通信，优点在于数据透传一般数据量大，实时性高，采用阻塞式通信可保证大数据实时传送。

步骤四：将应用程序唯一性标识，以及两个通道的通信资源移交给需求管理模块。

2)需求管理模块

从注册模块接收应用程序唯一性标识，以及两个通道的通信资源，存入通道信息表中。两个通信通道各自独立工作。

当从主动设置通道接收到数据时：

步骤一：从主动设置通道接收应用程序发来的CANID设置信息或CAN数据发送信息。如果接收到的是CANID设置信息，进步骤二，如果为CAN数据发送信息，进入步骤三。

步骤二：从CANID设置信息中，取出第n个CANID，记为IDn，假设n为1，则为ID1，并取出设置信息（设置信息包括订阅和取消）。如果设置信息为订阅：

查询CANID需求HASH表的索引，是否包含ID1，如果不包含，则新建索引ID1，并将应用程序唯一性标识加入到索引内容中。由于新增了一个需要接收的ID，因此接着需要往CAN口收发模块发送过滤ID1，让CAN口收发模块把ID1设置进CAN控制器的过滤ID里。

如果已包含ID1，则查找索引内容中否已包含该程序唯一性标识，如果不包含，将应用程序唯一性标识加入到索引内容中，如果包含，则不做处理。由于ID1已索引，表示CAN控制器芯片内已对该ID设置过滤，因此不需要往CAN口收发模块发送过滤ID。

如果设置消息为取消：

查询CANID需求HASH表的索引，是否包含ID1，如果不包含，则不做处理。

如果已包含ID1，则查找索引内容中否已包含该程序唯一性标识，如果不包含，则不做处理。如果包含，将应用程序唯一性标识从索引内容中去除，接着判断索引内容是否为空，如果为空，表示该ID1已经没有应用程序需要它，因此接着需要往CAN口收发模块发送过滤ID1，让CAN口收发模块把ID1从CAN控制器的过滤ID里去除。如果索引内容不为空，则表示还有其它应用程序需要ID1的数据，做其它处理。

步骤三：将收到的CAN数据发送信息直接送往CAN口收发模块，往CAN总线发送。

当从CAN口收发模块收到数据Data时：

步骤一、从收到的数据Data中取出第i个CANID，记为IDi，假设为ID2,

步骤二、从CANID需求HASH表中索引出ID2的内容。假设ID2的索引内容包含如下几个应用程序唯一性标识：T1，T2，T3。

步骤三、从通道信息表中，查找T1，T2，T3对应的数据透传通道资源，假设为S1，S2，S3。

步骤四、将Data分别通过S1，S2，S3发送到各自的应用程序。

3)CAN口收发模块

CAN口收发模块是与CAN控制器芯片之间可以直接通信，CAN口收发模块能够从CAN控制器芯片上读取数据，也可以往CAN控制器芯片发送数据。主要实现下面三个作用：

1、从需求管理模块接收过滤CANID，设置到CAN控制器芯片；

2、从需求管理模块接收发送数据信息，往CAN总线上发送；

3、利用CAN控制器芯片从CAN总线上接收CAN数据Data，并将Data送往需求管理模块。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种CAN口复用装置，其特征在于：包括注册模块，需求管理模块和CAN口收发模块，注册模块为每个需要利用CAN口收发数据的应用程序分配唯一性标识，并与应用程序建立主动设置通道和数据透传通道两个通信通道，需求管理模块建立哈希表统一管理应用程序对CANID的订阅需求，并向CAN口收发模块设置所需过滤的CANID，CAN口收发模块连接CAN控制器芯片，根据过滤表从CAN总线上收取数据，或往CAN总线上发送数据。

2.根据权利要求1所述的一种CAN口复用装置，其特征在于：主动设置通道采用非阻塞式的进程间通信，数据透传采用阻塞式的Socket通信。

3.一种CAN口复用方法，该方法运用于上述装置，其特征在于：包括：

1)注册模块执行以下步骤：

步骤一：应用程序向注册模块发送连接请求，

步骤二：注册模块响应请求，并为该应用程序分配一个唯一性标识，

步骤三：注册模块中的连接服务与应用程序建立两个通信通道，一个为主动设置通道，另一个为数据透传通道，

步骤四：将应用程序唯一性标识，以及两个通道的通信资源移交给需求管理模块，

2)需求管理模块从注册模块接收应用程序唯一性标识，以及两个通道的通信资源，存入通道信息表中，两个通信通道各自独立工作，

当从主动设置通道接收到数据时：

步骤一：从主动设置通道接收应用程序发来的CANID设置信息或CAN数据发送信息，如果接收到的是CANID设置信息，进步骤二，如果为CAN数据发送信息，进入步骤三，

步骤二：从CANID设置信息中，取出第n个CANID，记为IDn，并取出设置信息，如果设置信息为订阅：

查询CANID需求HASH表的索引，是否包含IDn，如果不包含，则新建索引IDn，并将应用程序唯一性标识加入到索引内容中，并让CAN口收发模块把IDn设置进CAN控制器的过滤ID里，

如果已包含IDn，则查找索引内容中否已包含该程序唯一性标识，如果不包含，将应用程序唯一性标识加入到索引内容中，如果包含，则不做处理，

如果设置消息为取消：

查询CANID需求HASH表的索引，是否包含IDn，如果不包含，则不做处理，

如果已包含IDn，则查找索引内容中否已包含该程序唯一性标识，如果不包含，则不做处理，如果包含，将应用程序唯一性标识从索引内容中去除，接着判断索引内容是否为空，如果为空，则CAN口收发模块把IDn从CAN控制器的过滤ID里去除，如果索引内容不为空，则表示还有其它应用程序需要IDn的数据，做其它处理，

步骤三：将收到的CAN数据发送信息直接送往CAN口收发模块，往CAN总线发送，

当从CAN口收发模块收到数据Data时：

步骤一、从收到的数据Data中取出第i个CANID，记为IDi,

步骤二、从CANID需求HASH表中索引出IDi的内容,IDi的索引内容包含应用程序唯一性标识,

步骤三、从通道信息表中，查找应用程序唯一性标识对应的数据透传通道资源,

步骤四、将Data分别通过数据透传通道资源发送到各自的应用程序,

3)CAN口收发模块用于从需求管理模块接收过滤CANID，设置到CAN控制器芯片，并从需求管理模块接收发送数据信息，往CAN总线上发送，还利用CAN控制器芯片从CAN总线上接收CAN数据Data，并将Data送往需求管理模块。