CN109901447A - 一种can总线扩展装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种CAN总线扩展装置，包括主处理器和扩展处理器；主处理器设有CAN总线接口，扩展处理器设有一个高速CAN总线接口和至少两个低速CAN总线接口；主处理器的CAN总线接口与扩展处理器的高速CAN总线接口连接；扩展处理器设有与高速CAN总线接口和低速CAN总线接口相对应的存储区间；当扩展处理器的高速CAN总线接口接收到数据后，将数据分别存储在各低速CAN总线接口相对应的存储区间；当扩展处理器的低速CAN总线接口接收到数据后，将数据存储到高速CAN总线接口所对应的存储区间中；各存储区间中的数据通过对应的CAN总线接口发送。本发明提供的技术方案，实现了对CAN总线接口数量的扩展。

Description

一种CAN总线扩展装置
技术领域
本发明属于CAN总线通讯技术领域，具体涉及一种CAN总线扩展装置。
背景技术
CAN总线(Controller Area Network)，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”、“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总线通过ISO11898及ISO11519进行了标准化，已是汽车网络的标准协议。
CAN总线的可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。
独立CAN协议控制器一般是SPI接口，一个扩展芯片只能扩展一个通道；并且需要预先进行寄存器配置，操作复杂；并且SPI数据以字节传递，转换成CAN报文时的转换效率较低。
发明内容
本发明提供一种CAN总线扩展装置，用于对CAN总线的接口进行扩展。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
方案1：一种CAN总线扩展装置，包括主处理器和扩展处理器；所述主处理器设有CAN总线接口，所述扩展处理器设有一个高速CAN总线接口和至少两个低速CAN总线接口；所述主处理器的CAN0总线接口与扩展处理器的高速CAN总线接口连接；所述高速CAN总线接口的数据传输速度大于各低速CAN总线接口的数据传输速度；
所述扩展处理器设有与高速CAN总线接口和低速CAN总线接口相对应的存储区间；
当扩展处理器的高速CAN总线接口接收到数据后，将数据分别存储在各低速CAN总线接口相对应的存储区间；
当扩展处理器的低速CAN总线接口接收到数据后，将数据存储到高速CAN总线接口所对应的存储区间中；
各存储区间中的数据通过对应的CAN总线接口发送。
本发明提供的技术方案，通过扩展处理器将一路CAN总线扩展为多路CAN总线，不仅实现了对CAN总线接口数量的扩展，还提高了CAN总线数据传输时报文转化的效率。
方案2：在方案1的基础上，所述扩展处理器的型号为MPC5604。
方案3：在方案1的基础上，所述扩展处理器各低速CAN总线接口的负载率之和与高速CAN总线接口的负载率相等。
方案4：在方案3的基础上，所述扩展处理器设有四个低速CAN总线接口，所述高速CAN总线接口的数据传输速率1Mbit/s，各低速CAN总线接口的数据传输速率为250Kbit/s。
附图说明
图1为实施例所提供的CAN总线扩展装置的结构原理图；
图2为实施例所提供的主处理器向扩展处理器发送数据时的流程图；
图3为实施例所提供的扩展处理器接收数据后进行发送的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种CAN总线扩展装置，用于对CAN总线的接口进行扩展。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种CAN总线扩展装置，包括主处理器和扩展处理器；所述主处理器设有CAN总线接口，所述扩展处理器设有一个高速CAN总线接口和至少两个低速CAN总线接口；所述主处理器的CAN0总线接口与扩展处理器的高速CAN总线接口连接；所述高速CAN总线接口的数据传输速度大于各低速CAN总线接口的数据传输速度；
所述扩展处理器设有与高速CAN总线接口和低速CAN总线接口相对应的存储区间；
当扩展处理器的高速CAN总线接口接收到数据后，将数据分别存储在各低速CAN总线接口相对应的存储区间；
当扩展处理器的低速CAN总线接口接收到数据后，将数据存储到高速CAN总线接口所对应的存储区间中；
各存储区间中的数据通过对应的CAN总线接口发送。
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本实施例提供一种CAN总线扩展装置，用于对CAN总线的接口进行扩展，以增加CAN总线接口的数量，提高CAN总线报文转换的效率。
本实施例所提供的CAN总线扩展装置，其结构原理如图1所示，包括主处理器和扩展处理器，主处理器是型号为i.MX6的处理器，扩展处理器是型号为MPC5604的处理器。
主处理器设有一个CAN接口，作为扩展处理器的MPC5604设置有6路CAN接口，每个CAN接口设有一个64位的缓存区。
主处理器的CAN接口与扩展处理器的其中一路CAN接口连接，扩展处理器上连接主处理器的CAN接口为高速CAN接口，其余的CAN接口为低速CAN接口，将高速CAN接口对应的缓存区作为扩展处理器的缓存区。
高速CAN接口的负载率与低速CAN接口的总负载率相同。本实施例中高速CAN接口的数据传输速率为1Mbit/s，由于实际使用时CAN接口的数据传输速率一般为250Kbit/s，因此本实施例的扩展处理器中采用四个低速CAN接口，每个CAN接口的数据传输速率为250Kbit/s。
由于本实施例的扩展处理器采用4路CAN接口，所以将扩展处理器的缓存区分为5个缓存区间，高速CAN接口和各路低速CAN接口分别对应一个缓存区间。
当主处理器通过CAN接口向扩展处理器发送报文，扩展处理器的高速CAN接口接收到该报文后，将该报文存入扩展处理器的缓存区，即存储在扩展处理器上高速CAN接口对应的缓存区中；各低速CAN接口从对应的缓存区间读取相应的数据并进行发送。
当各低速CAN接口接收到数据后，将数据缓存到高速CAN接口所对应的缓存区间，高速CAN接口将对应缓存区间的数据发送至主处理器。
以扩展处理器中CAN0接口作为高速CAN接口，CAN1接口，CAN2接口，CAN3接口和CAN4接口为四个低速CAN接口为例。CAN0接口缓存区的0～55位设置为接收缓冲区，其中第0～14位为CAN1接口的缓存区间，第15～27位为CAN2接口的缓存区间，第28～42位为CAN3接口的缓存区间，第43～55位为CAN4接口的缓存区间，第56～63为CAN0接口的缓存区间。
当主处理器通过CAN接口向扩展处理器发送报文时，由扩展处理器的CAN0接口接收该报文后，其流程如图2所示，将接收到的数据存储在CAN0接口的缓存区的第0～55位；
将缓存区第0～14位空间所存储的数据通过CAN1接口发送出去，将缓存区第15～27位空间所存储的数据通过CAN2接口发送出去，将缓存区第28～42位空间所存储的数据通过CAN3接口发送出去，将缓存区第43～55位空间所存储的数据通过CAN4接口发送出去。
当CAN1接口、CAN2接口、CAN3接口和CAN4接口接收到报文后，将其存储在缓存区的第56～63位空间，缓存区第56～63位存储空间的数据通过CAN0接口发送给主处理器，其流程如图3所示。
本实施例中，扩展处理器采用的是MPC5604的处理器；作为其他实施方式，可以采用其他设有至少三个CAN接口的处理器。
本实施例中，扩展处理器的低速CAN接口共有四个；作为其他实施方式，可以根据需求设置低速CAN接口的数量。

Claims (4)

1.一种CAN总线扩展装置，其特征在于，包括主处理器和扩展处理器；所述主处理器设有CAN总线接口，所述扩展处理器设有一个高速CAN总线接口和至少两个低速CAN总线接口；所述主处理器的CAN总线接口与扩展处理器的高速CAN总线接口连接；所述高速CAN总线接口的数据传输速度大于各低速CAN总线接口的数据传输速度；
所述扩展处理器设有与高速CAN总线接口和低速CAN总线接口相对应的存储区间；
当扩展处理器的高速CAN总线接口接收到数据后，将数据分别存储在各低速CAN总线接口相对应的存储区间；
当扩展处理器的低速CAN总线接口接收到数据后，将数据存储到高速CAN总线接口所对应的存储区间中；
各存储区间中的数据通过对应的CAN总线接口发送。
2.根据权利要求1所述的一种CAN总线扩展装置，其特征在于，所述扩展处理器的型号为MPC5604。
3.根据权利要求1所述的一种CAN总线扩展装置，其特征在于，所述扩展处理器各低速CAN总线接口的负载率之和与高速CAN总线接口的负载率相等。
4.根据权利要求3所述的一种CAN总线扩展装置，其特征在于，所述扩展处理器设有四个低速CAN总线接口，所述高速CAN总线接口的数据传输速率1Mbit/s，各低速CAN总线接口的数据传输速率为250Kbit/s。
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