CN112583838B - Autbus总线与Can总线的协议转换装置及方法、设备及介质 - Google Patents

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Abstract

本申请提供Autbus总线与Can总线的协议转换装置及方法、设备及介质。所述转换装置包括控制器、Can接口模块和Autbus接口模块，所述方法包括：所述控制器获得Autbus总线资源时，读取所述Can接口模块的接收缓存器的Can类型数据；封装所述Can类型数据成为Autbus类型数据；通过所述Autbus接口模块发送所述Autbus类型数据到Autbus总线上。

Description

Autbus总线与Can总线的协议转换装置及方法、设备及介质
技术领域
本申请涉及高速工业通信系统通信技术领域，具体涉及Autbus总线与Can总线的协议转换装置及方法、设备及介质。
背景技术
新设计的AutBus总线,因为跟其他现有工业总线的基础通信机制不同。在工业领域中，不同总线设备之间进行信息交换不方便。
发明内容
本申请实施例提供了一种Autbus总线与Can总线的协议转换装置的方法，所述转换装置包括控制器、Can接口模块和Autbus接口模块，所述方法包括：所述控制器获得Autbus总线资源时，读取所述Can接口模块的接收缓存器的Can类型数据；封装所述Can类型数据成为Autbus类型数据；通过所述Autbus接口模块发送所述Autbus类型数据到Autbus总线上。
根据一些实施例，所述方法还包括：接收来自于所述Autbus总线上指定时隙的Autbus类型数据；封装所述Autbus类型数据成为Can类型数据；通过所述Can接口模块发送所述Can类型数据到Can设备。
根据一些实施例，所述通过所述Can接口模块发送所述Can类型数据到Can设备，包括：基于所述Can类型数据的帧的优先级标识，通过所述Can接口模块的直发方式或缓存方式发送所述Can类型数据到所述Can设备。
根据一些实施例，所述基于所述Can类型数据的帧的优先级标识，通过所述Can接口模块的直发方式或缓存方式发送所述Can类型数据到所述Can设备，包括：所述Can类型数据的帧的优先级标识为优先发送时，通过Can接口模块的直发方式发送所述Can类型数据到所述Can设备；所述Can类型数据的帧的优先级标识为非优先发送时，通过Can接口模块的缓存方式发送所述Can类型数据到所述Can设备。
根据一些实施例，所述控制器获得Autbus总线资源时，读取所述Can接口模块的接收缓存器的Can类型数据之前，还包括：设置所述Can接口模块的通讯速率，跟所述Can接口模块连接的Can设备的通讯速率一致。
根据一些实施例，所述控制器采用统一的帧结构与所述Can接口模块的接收缓存器进行Can类型数据数据交互，可以识别标准帧Can类型数据和扩展帧Can类型数据。
本申请实施例还提供一种Autbus总线与Can总线的协议转换装置，用于对Autbus总线网络中的设备与Can设备进行信息交换，所述协议转换装置包括控制器、Can接口模块和Autbus接口模块，所述Can接口模块连接Can设备，所述Can接口模块的接收缓存器缓存来自于所述Can设备的Can类型数据；所述控制器连接所述Can接口模块，所述控制器获得Autbus总线资源时，读取所述Can接口模块的接收缓存器的Can类型数据，封装所述Can类型数据成为Autbus类型数据，发送所述Autbus类型数据到所述Autbus接口模块；所述Autbus接口模块连接所述控制器和所述Autbus总线，接收来自所述控制器的所述Autbus类型数据，并通过所述Can接口模块发送所述Autbus类型数据到Autbus总线上。
根据一些实施例，所述控制器还通过Autbus接口模块接收来自于所述Autbus总线上指定时隙的Autbus类型数据，封装所述Autbus类型数据成为Can类型数据，并发送所述Can类型数据到所述Can设备。
根据一些实施例，所述Can接口模块的通讯速率与所述Can接口模块连接的Can设备的通讯速率一致。
根据一些实施例，所述控制器采用统一的帧结构与所述Can接口模块的接收缓存器进行Can类型数据数据交互，可以识别标准帧Can类型数据和扩展帧Can类型数据。
本申请实施例还提供一种电子设备，包括一个或多个处理器、存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器执行如上所述的方法。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序,其中，当所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上所述的方法。
本申请实施例提供的技术方案，使得多个Can设备之间可以使用Autbus总线与Can总线的协议转换方法及装置进行信息交换，Autbus总线网络中的其它设备可以与Can设备进行信息交换。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请提供的一种Autbus设备与Can设备的协议转换系统功能框图。
图2是本申请提供的一种Autbus总线与Can总线的协议转换装置功能框图。
图3是本申请提供的一种Autbus总线与Can总线的协议转换方法流程示意图。
图4是本申请提供的另一种Autbus总线与Can总线的协议转换方法流程示意图。
图5是本申请提供的一种Autbus设备只接收指定节点发送的Can数据示意图。
图6是本申请实施例提供的一种电子设备功能组成框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应当理解，本申请的权利要求、说明书及附图中的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
Autbus总线是一种采用两线非桥接媒介，具有多节点、高带宽、时间敏感的工业现场总线，常用于过程控制和离散控制等自动化控制工业现场的实时数据和非实时数据的传输与应用，且兼容ISO/IEC/IEEE8802-3以太网、IPv6等应用。Autbus总线具有高带宽高实时、远距离高可靠性传输等特性，布线和安装简单，且便于网络维护，支持对现有线缆资产的利用。Autbus使用总线方式组网，通过总线预配置或动态申请的方式，提供固定带宽数据服务和支持突发数据的可变带宽数据服务。Autbus总线针对周期性采样数据，突发性的控制、告警以及ISO/IEC/IEEE 8802-3以太网格式的IPv4/IPv6数据均能提供可靠和确定性的承载，且具有高精度时钟同步的功能，能够基于时间触发提供对时间敏感性和非时间敏感性业务提供确定性的数据传输服务。因此，Autbus总线被广泛应用于工业控制、汽车电子、航空、智能城市等领域。
一个Autbus总线系统可支持254个有效节点，其中一个为控制节点、其他为终端用户节点。控制节点负责管理、分配、回收各系统资源，并实时给所有节点推送系统配置、分配通信带宽等。用户节点使用分配获得的带宽资源进行信息交换。
Autbus总线也可称为两线制总线，也称为现场宽带总线、两线制工业控制总线。
Autbus总线系统中的控制节点配置成生成资源调度信息，并将其发送给至少一个从节点。资源调度信息用于指定各节点所使用的固定时隙。
在两线制网络中，最小的时间片单位是时隙。64个时隙组成一个帧，256个帧构成一个超帧。
Can总线是广播类型的总线。这意味着所有节点都可以侦听到所有传输的报文。无法将报文单独发送给指定节点；所有节点都将始终捕获所有报文。但是，Can硬件能够提供本地过滤功能，让每个节点对报文有选择性地做出响应。
Can总线使用不归零位填充。模块以线与逻辑连接到总线：如果只有一个节点向总线传输逻辑0，那么不管有多少个节点向总线传输逻辑1，整个总线都处于逻辑0状态。
为了进行Autbus设备与Can设备的协议转换，能够实现两种设备之间方便的信息交换，本申请提供了转换方法和转换装置。
图1是本申请提供的一种Autbus设备与Can设备的协议转换系统功能框图，包括Autbus设备、Can设备和Autbus总线与Can总线的协议转换装置。
如图1所示，Can设备或者Can总线网络要接入Autbus总线，需要通过Autbus总线与Can总线的协议转换装置(即Autbus桥或网关)，转换装置负责对Autbus总线网络中的设备与Can设备进行信息交换，转换装置在网络中也是一个Autbus设备(node，节点)。
图2是本申请提供的一种Autbus总线与Can总线的协议转换装置功能框图，Autbus总线与Can总线的协议转换装置用于对Autbus总线网络中的设备与Can设备进行信息交换，对Can设备或总线链路层数据进行封装。
Autbus总线与Can总线的协议转换装置包括控制器、Autbus接口模块和Can接口模块。
在发送Can设备的Can类型数据到Autbus总线时，Can接口模块连接Can设备，Can接口模块的接收缓存器缓存来自于Can设备的Can类型数据。控制器连接Can接口模块，控制器获得Autbus总线资源时，读取Can接口模块的接收缓存器的Can类型数据，封装Can类型数据成为Autbus类型数据，发送Autbus类型数据到Autbus接口模块。Autbus接口模块连接控制器和Autbus总线，接收来自控制器的Autbus类型数据，并发送Autbus类型数据到Autbus总线上。
在从Autbus总线接收Can设备的Can类型数据时，控制器通过Autbus接口模块接收来自于Autbus总线上指定时隙的Autbus类型数据，封装Autbus类型数据成为Can类型数据，并发送Can类型数据到Can设备。
图3是本申请提供的一种Autbus总线与Can总线的协议转换方法流程示意图。
在S10中，控制器获得Autbus总线资源时，读取Can接口模块的接收缓存器的Can类型数据。
控制器初始化Can接口模块驱动，设置Can接口模块的通讯速率，跟连接的Can设备速率一致，使Can接口模块进入工作模式。
控制器获得Autbus总线的控制节点Cn给本用户节点分配的总线带宽资源时，检查Can接口模块中的接收缓存器(RxMessage FIFO缓存器)是否有Can类型数据，如果有Can类型数据，则读取Can接口模块的接收缓存器的Can类型数据。Can类型数据来自于转换装置连接的Can设备。
Can2.0B总线协议最高传输速率为1Mbps，有两种不同的帧格式，他们的标识符场长度不同，带11位标识符的是标准帧，带29位标识符的是扩展帧。标准帧为3字节信息部分+8字节的数据部分，扩展帧为5字节信息部分+8字节的数据部分。Autbus总线协议单个symbol最少的情况下可携带27字节的数据，传输速率到达100Mbps，Autbus总线处理Can总线数据有较大余量。
根据一些实施例，控制器和Can接口模块之间采用统一的帧结构，如下表1所示，与Can类型数据结构进行交互。也就是说，读取Can接口模块的接收缓存器的Can类型数据时，可以识别标准帧Can类型数据和扩展帧Can类型数据。Can标准帧和扩展帧都符合如下统一的Can类型数据结构，仅仅是数据不同。
表1
Figure BDA0002851094260000071
在S20中，控制器封装Can类型数据成为Autbus类型数据。
控制器对Can类型数据进行封装，成为Autbus类型数据。根据一些实施例，Autbus类型数据采用如下表2所示的统一帧结构。
表2
Figure BDA0002851094260000081
在S30中，控制器通过Autbus接口模块发送Autbus类型数据到Autbus总线上。
将Autbus类型数据发送到Autbus总线上，以便Can设备接收或其他节点设备接收，即完成了Can类型数据到Autbus类型数据的转换。
本实施例提供的技术方案，使得多个Can设备之间可以使用Autbus总线与Can总线的协议转换方法及装置进行信息交换，Autbus总线网络中的其它设备可以与Can设备进行信息交换，从Can设备读取数据。
图4是本申请提供的一种Autbus总线与Can总线的协议转换方法流程示意图，提供Can设备接收或其他节点设备接收Autbus类型数据的过程。
在S40中，控制器接收来自于Autbus总线上指定时隙的Autbus类型数据。
Autbus总线采用分时处理方式，Autbus总线的节点可以通过软件配置，设置接收指定时隙的Autbus类型数据，也就是说根据Autbus总线的资源配置表，可以设置只接收指定节点发送的Autbus类型数据。转换装置连接Can设备接收或其他节点设备，转换装置的控制器根据上述软件配置，通过Autbus接口模块接收指定时隙的Autbus类型数据。
即只有在设备节点获得总线资源的情况下读取对应时隙的数据。如图5所示，在Autbus总线上的节点Tn1和节点Tn2发送Can数据，经过转换装置转换成Autbus类型数据发送到Autbus总线上，节点Tn3选择接收节点Tn1发送的Can数据，不接收Tn2的Can数据，节点Cn选择不接收节点Tn1的Can数据，接收Tn2的Can数据。
在S50中，控制器封装Autbus类型数据成为Can类型数据。
控制器和Can接口模块之间采用统一的帧结构，如实施例3表1所示，控制器将接收到的Autbus类型数据封装成为Can类型数据。
在S60中，通过Can接口模块发送Can类型数据到Can设备。
可选地，基于Can类型数据的帧的优先级标识，通过Can接口模块的直发方式或缓存方式发送Can类型数据到Can设备
如表1中的帧的优先级标识priority为1时，发送优先级为优先发送，这时通过Can接口模块的直发方式(TxMessage)发送Can类型数据到Can设备。
如表1中的帧的优先级标识priority为0时，发送优先级为非优先发送，这时通过Can接口模块的缓存方式(TxFIFO)发送Can类型数据到Can设备。
具体而言，缓存方式(TxFIFO)为数据提供了缓存存储，可以缓存数据队列，而直发方式(TxMessage)则是收到数据直接发送，没有数据队列缓存功能。TxFIFO为深度缓存区，用作FIFO处理。TxMessage里消息的优先级高于TxFIFO中的消息，低优先级的消息通过TxFIFO发送，可以减少CPU的开销。
本实施例提供的技术方案，使得多个Can设备之间可以使用Autbus总线与Can总线的协议转换方法及装置进行信息交换，Autbus总线网络中的其它设备可以与Can设备进行信息交换，将Autbus数据传送给Can设备。
图6是本申请实施例提供的一种电子设备功能组成框图。
电子设备可以包括输出单元301、输入单元302、处理器303、存储器304、通讯接口305，以及内存单元306。
存储器304作为一种非暂态计算机可读存储器，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块。当一个或多个程序被一个或多个处理器303执行，使得一个或多个处理器303实现如上所述的方法。
存储器304可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据电子器件的使用所创建的数据等。此外，存储器304可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态性固态存储器件。在一些实施例中，存储器304可选包括相对于处理器303远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本申请的思想，基于本申请的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本申请保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (12)

1.一种Autbus总线与Can总线的协议转换装置的方法，所述转换装置包括控制器、Can接口模块和Autbus接口模块，所述方法包括：
所述控制器获得Autbus总线资源时，读取所述Can接口模块的接收缓存器的Can类型数据，其中，所述Autbus总线采用分时处理方式，所述总线资源是所述控制器获得Autbus总线的控制节点给本用户节点分配的总线带宽资源；
封装所述Can类型数据成为Autbus类型数据；
通过所述Autbus接口模块发送所述Autbus类型数据到Autbus总线上。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
接收来自于所述Autbus总线上指定时隙的Autbus类型数据；
封装所述Autbus类型数据成为Can类型数据；
通过所述Can接口模块发送所述Can类型数据到Can设备。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过所述Can接口模块发送所述Can类型数据到Can设备，包括：
基于所述Can类型数据的帧的优先级标识，通过所述Can接口模块的直发方式或缓存方式发送所述Can类型数据到所述Can设备。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述Can类型数据的帧的优先级标识，通过所述Can接口模块的直发方式或缓存方式发送所述Can类型数据到所述Can设备，包括：
所述Can类型数据的帧的优先级标识为优先发送时，通过Can接口模块的直发方式发送所述Can类型数据到所述Can设备；
所述Can类型数据的帧的优先级标识为非优先发送时，通过Can接口模块的缓存方式发送所述Can类型数据到所述Can设备。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制器获得Autbus总线资源时，读取所述Can接口模块的接收缓存器的Can类型数据之前，还包括：
设置所述Can接口模块的通讯速率，跟所述Can接口模块连接的Can设备的通讯速率一致。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器采用统一的帧结构与所述Can接口模块的接收缓存器进行Can类型数据的数据交互，可以识别标准帧Can类型数据和扩展帧Can类型数据。
7.一种Autbus总线与Can总线的协议转换装置，用于对Autbus总线网络中的设备与Can设备进行信息交换，所述协议转换装置包括：
Can接口模块，连接Can设备，所述Can接口模块的接收缓存器缓存来自于所述Can设备的Can类型数据；
控制器，连接所述Can接口模块，所述控制器获得Autbus总线资源时，读取所述Can接口模块的接收缓存器的Can类型数据，封装所述Can类型数据成为Autbus类型数据，发送所述Autbus类型数据到Autbus接口模块，其中，所述Autbus总线采用分时处理方式，所述总线资源是所述控制器获得Autbus总线的控制节点给本用户节点分配的总线带宽资源；
所述Autbus接口模块，连接所述控制器和所述Autbus总线，接收来自所述控制器的所述Autbus类型数据，并发送所述Autbus类型数据到Autbus总线上。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制器还通过Autbus接口模块接收来自于所述Autbus总线上指定时隙的Autbus类型数据，封装所述Autbus类型数据成为Can类型数据，并通过所述Can接口模块发送所述Can类型数据到所述Can设备。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述Can接口模块的通讯速率与所述Can接口模块连接的Can设备的通讯速率一致。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制器采用统一的帧结构与所述Can接口模块的接收缓存器进行Can类型数据的数据交互，可以识别标准帧Can类型数据和扩展帧Can类型数据。
11.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序,其特征在于，当所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。
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