CN107528758A - 一种高速can总线数据转换装置及其转换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高速CAN总线数据转换装置及其转换方法，属于数据处理技术领域，包括控制模块、时钟模块、存储模块、传输模块、总线分析模块和总线收发模块；总线分析模块和控制模块连接，用于读取CAN总线数据；总线收发模块、存储模块以及传输模块分别和控制模块交互；时钟模块和控制模块连接，用于根据总线分析模块读取到CAN总线数据的时间产生时间信号，所述控制模块根据所述时间信号产生时间戳，并将时间戳和对应的CAN总线数据封装，封装后的CAN总线数据自带时间戳，解决了以上位机产生的时间为基准对CAN总线数据进行时间记录，而导致的对总线数据的时序和时效性产生影响的问题，便于后续进行CAN通讯时序分析或响应时限分析。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，具体为一种高速CAN总线数据转换装置及其转换方法。
背景技术
CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)是ISO国际标准化的串行通信协议。在汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。为适应减少线束的数量和通过多个LAN进行大量数据的高速通信的需要，1986年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN通信协议。此后，CAN通过ISO11898及ISO11519进行了标准化，已是汽车网络的标准协议。
CAN总线分析一直是车辆研发阶段中的一个重要环节，数据之间的交互，各设备的标定调试都依赖于CAN总线设备。然而目前行业内总线的分析，标定，采集等设备功能分立，各功能设备独立。设备成本极高，不利于CAN总线技术的普及应用。现有技术设备利用上位机产生的时间为基准对CAN总线数据进行时间记录，这会对总线数据的时序和时效性产生影响。数据量越大，上位机性能越低产生影响越大，不利于后期分析。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种高速CAN总线数据转换装置及其转换方法，在CAN总线数据封装时打上时间戳，保证了CAN总线数据的时序和时效性。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种高速CAN总线数据转换装置，包括控制模块、时钟模块、存储模块、传输模块、总线分析模块和总线收发模块；
所述总线分析模块和控制模块连接，用于读取CAN总线数据；
所述总线收发模块、存储模块以及传输模块分别和控制模块交互；
所述时钟模块和控制模块连接，用于根据总线分析模块读取到CAN总线数据的时间产生时间信号，所述控制模块根据所述时间信号产生时间戳，并将时间戳和对应的CAN总线数据封装。
可选的，所述控制模块包括总线分析器单元和时间戳产生单元；
所述总线分析器单元用于控制总线分析模块，所述时间戳产生单元用于根据时钟模块提供的时钟信号产生时间戳。
可选的，还包括外围功能指示灯，外围功能指示灯和控制模块中的故障通知单元连接，故障通知单元用于控制外围功能指示灯进行故障通知。
可选的，所述传输模块包括有线传输单元和无线传输单元；
所述有线传输单元用于通过有线传输介质将数据发送到上位机或远程数据库中；
所述无线传输单元用于通过无线传输介质将数据发送到上位机或远程数据库中。
可选的，所述时钟模块为64位精度RTC(实时时钟，Real-Time Clock)单元。
可选的，所述存储模块为TF卡存储器。
一种高速CAN总线数据转换方法，包括：
获取CAN总线数据，所述CAN总线数据为监听CAN总线所得到的数据；
封装所述CAN总线数据，同时打上时间戳，所述时间戳中的时间信息为监听到每条CAN总线数据的时刻；
发送所述封装并打上时间戳的CAN总线数据。
可选的，还包括：判断CAN总线波特率是否与设备波特率相同；
当CAN总线波特率与设备波特率相同时，完成数据链路初始化；
当CAN总线波特率与设备波特率不同时，修改设备波特率，然后继续判断修改后的设备波特率是否与CAN总线波特率相同，直至完成数据链路初始化。
可选的，发送所述封装并打上时间戳的CAN总线数据包括：
发送所述封装并打上时间戳的CAN总线数据至本地存储；
通过有线传输发送所述封装并打上时间戳的CAN总线数据至上位机或远程数据库；
通过无线传输发送所述封装并打上时间戳的CAN总线数据至上位机或远程数据库。
可选的，发送所述封装并打上时间戳的CAN总线数据之前还包括：
接收控制指令，所述控制指令用于指示发送所述封装并打上时间戳的CAN总线数据。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的一种高速CAN总线数据转换装置，通过总线分析模块读取CAN总线数据，时钟模块根据总线分析模块读取CAN总线数据的时间产生时间信号，控制模块产生时间戳并将时间戳和对应的CAN总线数据封装，因此，封装后的CAN总线数据自带时间戳，解决了以上位机产生的时间为基准对CAN总线数据进行时间记录，而导致的对总线数据的时序和时效性产生影响的问题，便于后续进行CAN通讯时序分析或响应时限分析。
进一步的，通过控制模块中的故障通知单元控制外围功能指示灯，能及时发现设备故障，并对用户做出提醒。
进一步的，通过有线传输介质或无线传输介质传输封装并打上时间戳的CAN总线数据，能够满足标定，诊断，程序刷写工作。
进一步的，时钟模块采用64位精度RTC单元，精度为10-6s，可记录超过2亿天时长的时间戳消息。
本发明提供的一种高速CAN总线数据转换方法，将获取的CAN总线数据封装并打上时间戳，然后发送，实现了封装后的CAN总线数据自带时间戳，解决了以上位机产生的时间为基准对CAN总线数据进行时间记录，而导致的对总线数据的时序和时效性产生影响的问题，便于后续进行CAN通讯时序分析或响应时限分析。
进一步的，由于可以通过修改设备波特率使设备波特率，因此能自行适应不同波特率的CAN总线，无需人为配置。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种高速CAN总线数据转换装置的示意图；
图2为本发明实施例提供的一种控制模块的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种高速CAN总线数据转换方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的一种高速CAN总线数据转换装置及转换方法的技术流程图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
图1是本发明实施例提供的一种高速CAN总线数据转换装置的示意图，如图1所示，一种高速CAN总线数据转换装置，包括控制模块、时钟模块、存储模块、传输模块、总线分析模块、总线收发模块和功能指示灯模块；
总线分析模块分别和控制模块以及总线收发模块连接，用于读取总线分析数据；总线收发模块、存储模块以及传输模块分别和控制模块交互；时钟模块和控制模块连接，用于根据总线分析模块读取到CAN总线数据的时间产生时间信号，控制模块根据所述时间信号产生时间戳，并将时间戳和对应的CAN总线数据封装；外围功能指示灯和控制模块中的故障通知单元连接，故障通知单元用于控制外围功能指示灯进行故障通知。总线收发模块对设备别波特率和CAN总线波特率进行比较，若设备别波特率和CAN总线波特率不同时修改设备波特率，使设备波特率和CAN总线波特率相同，其中，设备波特率是指本发明提供的一种高速CAN总线数据转换装置的波特率。
其中，如图2所示，控制模块包括总线分析器单元、时间戳产生单元和故障通知单元；总线分析器单元用于控制总线分析模块，时间戳产生单元用于根据时钟模块提供的时钟信号产生时间戳，时间戳中的时间信息为监听到每条CAN总线数据的第一时刻。
传输模块包括有线传输单元和无线传输单元；有线传输单元用于通过有线传输介质将数据发送到上位机或远程数据库中；无线传输单元用于通过无线传输介质将数据发送到上位机或远程数据库中。存储模块为TF卡存储器。存储数据时可以是直接存储在TF卡存储器中，也可以是通过有线传输介质或无线传输介质传送到上位机中或远程数据库终端中。
时钟模块为64为精度RTC(实时时钟，Real-Time Clock)单元，64为精度RTC单元产生64位时钟信号，精度为10-6s，理论上可记录超过2亿天时长的时间戳消息。
其中，控制器模块可以是MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)，在MCU中内嵌支持本发明实施例提供的一种高速CAN总线数据转换装置的程序，该程序实现的功能包括：CAN总线分析器，数据格式转码、时间戳产生器、文件格式系统和故障通知机制。
图3是本发明实施例提供的一种高速CAN总线数据转换方法的流程图，如图3所示，一种高速CAN总线数据转换方法，包括：
步骤101，获取CAN总线数据，CAN总线数据为监听CAN总线所得到的数据；
步骤102，封装CAN总线数据，同时打上时间戳，该时间戳中的时间信息为监听到每条CAN总线数据的时刻；
步骤103，发送封装并打上时间戳的CAN总线数据。
其中，CAN总线数据为通过高速处理芯片监听总线所得到的数据，封装CAN总线数据时，通过CAN总线数据封装协议将CAN总线数据封装为数据包，在封装数据包时给CAN总线数据打上对应的时间戳，时间戳的时间信息为该条数据产生的第一时刻。
本发明提供的一种高速CAN总线数据转换方法还包括：判断CAN总线波特率是否与设备波特率相同；
当CAN总线波特率与设备波特率相同则完成数据链路初始化；
当CAN总线波特率与设备波特率不同则修改设备波特率，然后继续判断修改后的设备波特率是否与CAN总线波特率相同，直至完成数据链路初始化。
需要说明的是，判断CAN总线波特率是否与设备波特率相同是在封装CAN总线数据之前完成的。
其中，发送封装并打上时间戳的CAN总线数据包括：发送封装并打上时间戳的CAN总线数据至本地存储；通过有线传输发送封装并打上时间戳的CAN总线数据至上位机或远程数据库；通过无线传输发送封装并打上时间戳的CAN总线数据至上位机或远程数据库。也即是，可以通过本地存储、上位机存储和远程数据库终端存储三种存储方式存储封装并打上时间戳的CAN总线数据，发送CAN总线数据时可以通过有线传输介质或无线传输介质来传输。
将封装并打上时间戳的CAN总线数据存储在上位机中时，上位机解析数据可以直接加载复杂通讯协议，例如J1939，XCP，UDS等等。同时，在接受数据同时可以收到发送数据命令，将模拟数据通过该设备发往总线，满足标定，程序刷写，诊断等复杂需求。
发送封装并打上时间戳的CAN总线数据之前还包括：
接收发送指令，该发送指令用于指示发送封装并打上时间戳的CAN总线数据。在接收到发送指令之前封装并打上时间戳的CAN总线数据缓存在处理器临时内存中。
示例的，通过本发明实施例提供的一种高速CAN总线数据转换装置实现高速CAN总线数据转换方法如下：
通过总线分析模块获取CAN总线数据，CAN总线数据为监听CAN总线所得到的数据；
通过总线收发模块判断CAN总线波特率是否与设备波特率相同；
当CAN总线波特率与设备波特率相同则完成数据链路初始化；
当CAN总线波特率与设备波特率不同则修改设备波特率，然后继续判断修改后的设备波特率是否与CAN总线波特率相同，直至完成数据链路初始化。
通过控制模块封装CAN总线数据，同时打上时间戳，该时间戳中包含的时间信息为监听到每条CAN总线数据的时刻，由64位精度RTC单元产生；
控制器接收上位机的发送指令，根据发送指令通过传输模块发送封装并打上时间戳的CAN总线数据，或者将封装并打上时间戳的CAN总线数据存储在存储模块中。
其中，发送封装并打上时间戳的CAN总线数据可以由有线传输单元通过有线传输介质或者由无线传输单元通过无线传输介质完成。
如图4所示，在实际应用中，系统上电后进行初始化，初始化完成后，获取CAN总线波特率并且和本发明提供的一种高速CAN总线数据转换装置的设备波特率进行比较，若相同则完成数据链路初始化，若不同则修改本发明提供的一种高速CAN总线数据转换装置的设备波特率，以使设备波特率和CAN总线波特率相同；然后对CAN总线数据进行处理并打上时间戳，当接收到控制命令时，可以选择本地存储、有线传输或无线传输中的一种或多种方式传输数据，没有接收到控制命令时待机，数据暂时缓存在临时内存中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高速CAN总线数据转换装置，其特征在于，包括控制模块、时钟模块、存储模块、传输模块、总线分析模块和总线收发模块；
所述总线分析模块和控制模块连接，总线分析模块用于读取CAN总线数据；
所述总线收发模块、存储模块以及传输模块分别和控制模块交互；
所述时钟模块和控制模块连接，用于根据总线分析模块读取到CAN总线数据的时间产生时间信号，所述控制模块根据所述时间信号产生时间戳，并将时间戳和对应的CAN总线数据封装。
2.如权利要求1所述的一种高速CAN总线数据转换装置，其特征在于，所述控制模块包括总线分析器单元和时间戳产生单元；
所述总线分析器单元用于控制总线分析模块，所述时间戳产生单元用于根据时钟模块提供的时钟信号产生时间戳。
3.如权利要求1所述的一种高速CAN总线数据转换装置，其特征在于，还包括外围功能指示灯，外围功能指示灯和控制模块中的故障通知单元连接，故障通知单元用于控制外围功能指示灯进行故障通知。
4.如权利要求1所述的一种高速CAN总线数据转换装置，其特征在于，所述传输模块包括有线传输单元和无线传输单元；
所述有线传输单元用于通过有线传输介质将数据发送到上位机或远程数据库中；
所述无线传输单元用于通过无线传输介质将数据发送到上位机或远程数据库中。
5.如权利要求1所述的一种高速CAN总线数据转换装置，其特征在于，所述时钟模块为64位精度RTC(实时时钟，Real-Time Clock)单元。
6.如权利要求1所述的一种高速CAN总线数据转换装置，其特征在于，所述存储模块为TF卡存储器。
7.一种高速CAN总线数据转换方法，其特征在于，包括：
获取CAN总线数据，所述CAN总线数据为监听CAN总线所得到的数据；
封装所述CAN总线数据，同时打上时间戳，所述时间戳中的时间信息为监听到每条CAN总线数据的时刻；
发送所述封装并打上时间戳的CAN总线数据。
8.如权利要求7所述的一种高速CAN总线数据转换方法，其特征在于，在所述获取CAN总线数据之前还包括：判断CAN总线波特率是否与设备波特率相同；
当CAN总线波特率与设备波特率相同时，完成数据链路初始化；
当CAN总线波特率与设备波特率不同时，修改设备波特率，然后继续判断修改后的设备波特率是否与CAN总线波特率相同，直至完成数据链路初始化。
9.如权利要求7所述的一种高速CAN总线数据转换方法，其特征在于，发送所述封装并打上时间戳的CAN总线数据包括：
发送所述封装并打上时间戳的CAN总线数据至本地存储；
通过有线传输发送所述封装并打上时间戳的CAN总线数据至上位机或远程数据库；
通过无线传输发送所述封装并打上时间戳的CAN总线数据至上位机或远程数据库。
10.如权利要求7所述的一种高速CAN总线数据转换方法，其特征在于，发送所述封装并打上时间戳的CAN总线数据之前还包括：
接收控制指令，所述控制指令用于指示发送所述封装并打上时间戳的CAN总线数据。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171229 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |