CN110708226B - 一种基于FlexRay车载总线通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于FlexRay车载总线通信系统，包括电源电路、接口转换电路、FlexRay主控电路、隔离电路、总线驱动电路以及总线配置电路；所述电源电路将接口电平转换为系统所需电平；所述接口转换电路的信号输入端连接LPC总线，信号输出端与所述FlexRay主控电路的信号输入端连接；所述FlexRay主控电路的信号输出端与所述隔离电路的信号输入端连接；所述隔离电路的信号输出端与所述总线驱动电路的信号输入端连接；所述总线驱动电路的信号输出端与所述总线配置电路的信号输入端连接；所述线配置电路的信号输出端与所述FlexRay总线连接。不仅解决了用户使用过程中的布线，布局等难题，而且使产品的可靠性得到了有效的保障。

Description

一种基于FlexRay车载总线通信系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于FlexRay车载总线通信系统。
背景技术
目前，国内FlexRay总线通信产品多采用专门定制的功能电路，其系统往往包含用户需求的其他的功能设计，冗余庞大，不具备通适性；其接口大多采用 PC104、cPCI和高速串行总线等总线架构，其中，PC104总线和cPCI总线信号线缆个数较多，给产品使用上带来很大不便，而高速串行总线接口实现复杂，且在传输过程中存在干扰问题。
发明内容
有鉴于此，本发明目的是在于提供一种使用便捷、可靠性高的基于FlexRay 车载总线通信系统，其使用LPC总线作为系统接口，仅使用8根信号线缆就可以实现FlexRay总线的全部通信功能。这样不仅解决了用户使用过程中的布线，布局等难题，而且使产品的可靠性得到了有效的保障。
本发明的基于FlexRay车载总线通信系统，包括：
电源电路，用于将接口电平转换为系统所需的电平；
接口转换电路，用于将FlexRay控制接口转换为LPC总线接口；
FlexRay主控电路，用于将所述接口转换电路从LPC总线转发过来的数据进行译码，并将翻译好的数据发送至所述隔离电路；同时所述FlexRay主控电路还通过所述隔离电路接收从FlexRay总线发送过来的数据，解码后传送给所述接口转换电路；
隔离电路，用于隔离所述FlexRay主控电路和总线驱动电路，以避免因为所述FlexRay主控电路和总线驱动电路的工作电平的不同导致所述FlexRay主控电路的损坏；
总线驱动电路，用于驱动FlexRay总线数据的收发；
总线配置电路，用于接收来自于所述总线驱动电路发送的FlexRay总线数据，并将数据配置至FlexRay总线；
所述电源电路的电源输出端与所述接口转换电路、FlexRay主控电路、隔离电路和总线驱动电路的电源输入端连接；所述接口转换电路的信号输入端连接 LPC总线，信号输出端与所述FlexRay主控电路的信号输入端连接；所述FlexRay 主控电路的信号输出端与所述隔离电路的信号输入端连接；所述隔离电路的信号输出端与所述总线驱动电路的信号输入端连接；所述总线驱动电路的信号输出端与所述总线配置电路的信号输入端连接；所述线配置电路的信号输出端与所述FlexRay总线连接。
进一步，所述电源电路采用了AMS1117-3.3V线性稳压电源和B0509T-9V 开关电源进行电压变换，使所述电源电路的输出端输出电平为3.3V和9V。。
进一步，所述FlexRay主控电路由两路组成，每路包含两个通道，为双冗余设计，由主控芯片MFR4310控制。
进一步，所述隔离电路的通过改变输入端来自于所述FlexRay主控电路的工作电平，使其适配与所述总线驱动电路的工作电平，从而达到隔离的效果。
进一步，所述总线驱动电路采用总线驱动芯片TJA1080A。
本发明的有益效果是：本发明公开的一种基于FlexRay车载总线通信系统，通过电源电路、接口转换电路、FlexRay主控电路、隔离电路、总线驱动电路以及总线配置电路实现了LPC总线和FlexRay总线的通信。其使用LPC总线作为系统接口，仅使用8根信号线缆就可以实现FlexRay总线的全部通信功能。这样不仅解决了用户使用过程中的布线，布局等难题，而且使产品的可靠性得到了有效的保障。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明总线驱动电路以及总线配置电路电路图；
图3为本发明的FlexRay主控电路电路图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，如图所示，本实施例中的基于FlexRay车载总线通信系统，包括电源电路，用于将接口电平转换为系统所需的电平；
接口转换电路，用于将FlexRay控制接口转换为LPC总线接口。接口转换电路功能主要由FPGA完成，进线分别为两路FlexRay控制器的并行接口总线，其数据信号、地址信号和操作方式信号等分别连接，与两路隔离的片选信号一起进入FPGA后，经过FPGA处理，转换为8线制LPC总线(分别为LAD[3:0]、LFRAME、 LRESET、LCLK和SERIRQ线)与用户LPC总线连接，FPGA译码功能模块图如图2所示；
FlexRay主控电路，用于将所述接口转换电路从LPC总线转发过来的数据进行译码，并将翻译好的数据发送至所述隔离电路；同时所述FlexRay主控电路还通过所述隔离电路接收从FlexRay总线发送过来的数据，解码后传送给所述接口转换电路；
隔离电路，用于隔离所述FlexRay主控电路和总线驱动电路，以避免因为所述FlexRay主控电路和总线驱动电路的工作电平的不同导致所述FlexRay主控电路的损坏；
总线驱动电路，用于驱动FlexRay总线数据的收发；
总线配置电路，用于接收来自于所述总线驱动电路发送的FlexRay总线数据，并将数据配置至FlexRay总线；
所述电源电路的电源输出端与所述接口转换电路、FlexRay主控电路、隔离电路和总线驱动电路的电源输入端连接；所述接口转换电路的信号输入端连接 LPC总线，信号输出端与所述FlexRay主控电路的信号输入端连接；所述FlexRay 主控电路的信号输出端与所述隔离电路的信号输入端连接；所述隔离电路的信号输出端与所述总线驱动电路的信号输入端连接；所述总线驱动电路的信号输出端与所述总线配置电路的信号输入端连接；所述线配置电路的信号输出端与所述FlexRay总线连接。
本实施例中，所述电源电路采用了AMS1117-3.3V线性稳压电源和 B0509T-9V开关电源进行电压变换，使所述电源电路的输出端输出电平为3.3V 和9V。
如图3所示，本实施例中，所述FlexRay主控电路由两路组成，每路包含两个通道，为双冗余设计，由主控芯片MFR4310控制。其中主控芯片MFR4310 引脚41、36和33为通道1；引脚45、44和43为通道2。主控芯片MFR4310 的引脚29和64分别串联电阻R21和R24后接入一个3.3V的交流电源；引脚 47和48分别串联电阻R22和R23后接地；引脚9、38、53、31、19、49和60 接地；引脚8、37、54、35、20、50和59连接后与并联后的电容C21、C22、 C23、C24、C25、C26和C27连接；引脚32串联电阻R25后接地；引脚24和24 与继电器OS1的OUT和VCC引脚连接，引脚23串接一个电容C27与继电器VCC 引脚连接。
本实施例中，所述隔离电路的通过改变输入端来自于所述FlexRay主控电路的工作电平，使其适配与所述总线驱动电路的工作电平，从而达到隔离的效果。所述隔离电路由4通道数字隔离器ADuM1401配合其周边电路构成，负责将主控3.3V电平转换为5V电平，同时起到隔离保护主控电路的作用。
如图2所示，本实施例中，所述总线驱动电路采用总线驱动芯片TJA1080A，并通过滤波电容C11-C16以及共模扼流圈T11在总线配置电路做了相应的共模和差模滤波处理，同时，总线配置电路还匹配了相应的总线电阻，使总线能保持良好的波形。
本实施例中，每一个所述总线驱动电路和总线配置电路对应连接一个所述FlexRay主控电路，其中总线驱动芯片TJA1080A的引脚5、6和7分别对应连接主控芯片MFR4310的引脚33、36和42。所述总线驱动电路与总线配置电路的P端和N端为输出端连接FlexRay总线。
本发明通过电源电路、接口转换电路、FlexRay主控电路、隔离电路、总线驱动电路以及总线配置电路实现了LPC总线和FlexRay总线的通信。其使用LPC总线作为系统接口，仅使用8根信号线缆就可以实现FlexRay总线的全部通信功能。这样不仅解决了用户使用过程中的布线，布局等难题，而且使产品的可靠性得到了有效的保障。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种基于FlexRay车载总线通信系统，其特征在于，包括：
电源电路，用于将接口电平转换为系统所需的电平；
接口转换电路，用于将FlexRay控制接口转换为8线制的LPC总线接口；接口转换电路功能主要由FPGA完成，进线分别为两路FlexRay控制器的并行接口总线，其数据信号、地址信号和操作方式信号等分别连接，与两路隔离的片选信号一起进入FPGA后，经过FPGA处理，转换为8线制LPC总线；
FlexRay主控电路，用于将所述接口转换电路从8线制的LPC总线转发过来的数据进行译码，并将翻译好的数据发送至所述隔离电路；同时所述FlexRay主控电路还通过所述隔离电路接收从FlexRay总线发送过来的数据，解码后传送给所述接口转换电路；
隔离电路，用于隔离所述FlexRay主控电路和总线驱动电路；
总线驱动电路，用于驱动FlexRay总线数据的收发；
总线配置电路，用于接收来自于所述总线驱动电路发送的FlexRay总线数据，并将数据配置至FlexRay总线；
所述电源电路的电源输出端与所述接口转换电路、FlexRay主控电路、隔离电路和总线驱动电路的电源输入端连接；所述接口转换电路的信号输入端连接8线制的LPC总线，信号输出端与所述FlexRay主控电路的信号输入端连接；所述FlexRay主控电路的信号输出端与所述隔离电路的信号输入端连接；所述隔离电路的信号输出端与所述总线驱动电路的信号输入端连接；所述总线驱动电路的信号输出端与所述总线配置电路的信号输入端连接；所述线配置电路的信号输出端与所述FlexRay总线连接；
所述电源电路采用了AMS1117-3.3V线性稳压电源和B0509T-9V开关电源进行电压变换，使所述电源电路的输出端输出电平为3.3V和9V；
所述FlexRay主控电路由两路组成，每路包含两个通道，为双冗余设计，由主控芯片MFR4310控制；
所述隔离电路的通过改变输入端来自于所述FlexRay主控电路的工作电平，使其适配与所述总线驱动电路的工作电平，从而达到隔离的效果；
所述总线驱动电路采用总线驱动芯片TJA1080A。
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