CN115277296A - 一种can网络波特率匹配的方法、系统和电子设备 - Google Patents

一种can网络波特率匹配的方法、系统和电子设备 Download PDF

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Abstract

一种CAN网络波特率匹配的方法，包括：S100目标ECU控制器向目标CAN网络发送能够产生总线位填充错误的预设时间的低脉宽P；S200.获取目标CAN网络上出现的第一低脉宽P0和第二低脉宽P1；S300当第一低脉宽P0等于发送低脉宽长度P时，执行S400；S400.通过第二脉宽长度P1与常数N，得到目标网络的波特率；S500.将得到的波特率作为当前目标网络的波特率进行配置，配置到当前待匹配CAN波特率节点设备；S600.当前待匹配CAN波特率节点设备向目标CAN网络发送指定内容的数据帧；S700.若当前待匹配CAN波特率节点设备向目标CAN网络发送数据帧成功，则目标CAN网络波特率匹配成功。本发明解决减少因波特率不匹配导致的通信问题，适用于波特率未知也不外发任何报文的CAN网络设备场景。

Description

一种CAN网络波特率匹配的方法、系统和电子设备
技术领域
本发明涉及的是车联网领域，特别涉及一种CAN网络波特率匹配的方法、系统和电子设备。
背景技术
CAN局域网控制器除广泛用于车辆各ECU控制器的信息交互外，还大量应用于车辆诊断接口。诊断接口通常在整车制造阶段就已配备，当车辆发生故障或需要检修时，用于和外部诊断设备通信。
对于部分车辆诊断接口，通常需要诊断请求设备(也可称作客户端)先发出请求，诊断控制器(也可称作服务端)应答请求。客户端不发请求时，服务端不向诊断接口发出任何报文。对于不同车型，不同的诊断接口，其CAN接口波特率往往也是不同的。目前波特率自动适配的方式主要有两种，一种是通过预设一个波特率配置表，依次遍历配置表中的波特率，通过判断向总线发送报文成功与否的方式来匹配目标网络的波特率，这种方式有个弊端，假定目标网络的波特率不在预置配置表中，则这种适配方式就是无效的；另一种波特率适配方式则是网络中有完整的数据帧在周期性的传输，通过测量数据帧中出现的最小位宽的方式来匹配波特率，这种方式也有个弊端，这种实现方式前提是网络上必须有数据帧在正常的传输。因此，亟需一种通用的CAN波特率自动匹配的方法。减少因波特率不匹配导致的通信问题。特别适用于波特率未知也不外发任何报文的CAN网络设备场景。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种CAN网络波特率匹配的方法、系统和电子设备。
为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
一种CAN网络波特率匹配的方法，包括：
S100目标ECU控制器向目标CAN网络发送能够产生总线位填充错误的预设时间的低脉宽P；
S200.获取目标CAN网络上出现的第一低脉宽P0和第二低脉宽P1；
S300.对第一低脉宽P0进行判断选择，当第一低脉宽P0等于发送低脉宽长度P时，执行S400；
S400.通过第二脉宽长度P1与常数N，得到目标网络的位宽，以此位宽计算目标网络的波特率；
S500.将计算得到的波特率作为当前目标网络的波特率进行配置，配置当前待匹配CAN波特率节点设备；
S600.当前待匹配CAN波特率节点设备向目标CAN网络发送指定内容的数据帧；
S700.如当前待匹配CAN波特率节点设备向目标CAN网络发送数据帧成功，则目标CAN网络波特率匹配成功，否则跳转到步骤S100重新开始。
进一步地，S100中，目标ECU控制器向目标CAN网络发送预设时间的低脉宽，具体方法包括：首先判断CAN控制器的发送引脚TXD是否支持PWM功能，如CAN控制器的发送引脚TXD支持PWM功能，可将CAN模块输出引脚TXD直接设置为PWM输出引脚，如CAN控制器的发送引脚TXD不支持PWM功能，可将ECU上支持PWM的GPIO引脚和CAN控制器的TXD物理上短接在一起；设置PWM模块输出模式选择为单次输出模式、输出电平低有效、空闲电平为高、设定低脉冲宽度为P，使PWM输出。
进一步地，S200中，通过输入捕获功能模块，获取目标CAN网络上出现的第一低脉宽P0和第二低脉宽P1，其中，输入捕获功能模块具有当预期的边沿信号到来时，自动记录当前捕捉时间发生的时刻对应的计数值并产生捕获中断功能。
进一步地，输入捕获功能模块工作包括：首先判断CAN控制器的接收引脚RXD是否支持输入双边沿捕获功能，如果CAN控制器的接收引脚RXD支持输入双边沿捕获功能，直接将CAN控制器的RXD配置为输入捕获功能，如果CAN控制器的接收引脚RXD不支持输入捕获功能，可将ECU控制器上支持双边沿输入捕获功能的GPIO引脚和CAN控制器的RXD在物理上短接在一起，每产生一次输入捕获中断，记录当前捕获边沿时刻并更新边沿计数值。
进一步地，输入捕获功能模块工作还包括：当满足输入捕获中断边沿计数值等于4时，关闭输入捕获功能、清零捕获边沿计数值，设输入捕获模块的第一边沿时刻计数值为T0，第二边沿时刻计数值为T1，第三边沿时刻计数值为T2，第四边沿时刻计数值为T3，设输入捕获模块的时钟频率为f，则输入捕获的第一低脉宽P0＝(T1-T0)/f，第二低脉宽P1＝(T3-T2)/f。
进一步地，S400中，通过第二脉宽长度P1与常数N，得到目标网络的位宽，以此位宽计算目标网络的波特率，其中，目标网络位宽w＝P1/N，目标网络的波特率baud＝1/w。
进一步地，由于主动错误标识域为6到12倍的目标网络位宽。因此常数N取值可为6、7、8、9、10、11、12中的一个。
进一步地，S500中，将计算得到的波特率作为当前目标网络的波特率进行配置，具体包括：将计算得到的波特率的值配置为待匹配设备CAN节点的波特率，并配置RXD和TXD为CAN控制器外设引脚用于CAN数据收发功能，使能CAN数据发送完成中断。
本发明还公开了一种CAN网络波特率匹配的系统，包括：PWM模块、输入捕获模块、边沿计数模块、数据处理模块和CAN控制器模块；其中
PWM模块，用于目标ECU控制器向目标CAN网络发送预设时间的低脉宽P；
输入捕获模块，用于获取目标CAN网络上出现的第一低脉宽P0和第二低脉宽P1；
边沿计数模块：用于记录输入捕获边沿个数；
数据处理模块：用于通过第二脉宽长度P1与常数N，得到目标网络的位宽，以此位宽计算目标网络的波特率
CAN控制器模块：用于发送指定报文，以是否产生发送完成中断识别目标波特率适配成功与否。
另一方面，本发明还公开了一种CAN网络波特率匹配的电子设备，包括：
存储器，用于存储可由处理器执行的指令；
处理器，配置为执行所述指令以实现如权利要求1-8任一项所述的方法。
本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
本发明公开的一种CAN网络波特率匹配的方法，包括：目标ECU控制器向目标CAN网络发送能够产生总线位填充错误的预设时间的低脉宽P；获取目标CAN网络上出现的第一低脉宽P0和第二低脉宽P1；对第一低脉宽P0进行判断选择，当第一低脉宽P0等于发送低脉宽长度P时，执行S400；通过第二脉宽长度P1与常数N，得到目标网络的位宽，以此位宽计算目标网络的波特率；将计算得到的波特率作为当前目标网络的波特率进行配置，配置当前待匹配CAN波特率节点设备；
当前待匹配CAN波特率节点设备向目标CAN网络发送指定内容的数据帧；如果当前待匹配CAN波特率节点设备向目标CAN网络发送数据帧成功，则目标CAN网络波特率匹配成功。本发明无需提前预设波特率表就可快速自动匹配目标CAN网络的波特率，无须人工干预，尤其适用于不主动外发任何CAN报文的网络，匹配时间不依赖于目标CAN网络节点数目和报文，实现方法简单、高效且易于应用。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例1中，一种CAN网络波特率匹配的方法的流程图；
图2为本发明实施例1中，一种CAN网络波特率匹配的系统的结构图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为了解决现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种CAN网络波特率匹配的方法、系统和电子设备。
实施例1
本实施例公开了一种CAN网络波特率匹配的方法，如图1，包括：
S100目标ECU控制器向目标CAN网络发送能够产生总线位填充错误的预设时间的低脉宽P；在本实施例的S100中，目标ECU控制器向目标CAN网络发送预设时间的低脉宽，具体方法包括：首先判断CAN控制器的发送引脚TXD是否支持PWM功能，如CAN控制器的发送引脚TXD支持PWM功能，可将CAN模块输出引脚TXD直接设置为PWM输出引脚，如CAN控制器的发送引脚TXD不支持PWM功能，可将ECU上支持PWM的GPIO引脚和CAN控制器的TXD物理上短接在一起；设置PWM模块输出模式选择为单次输出模式、输出电平低有效、空闲电平为高、设定低脉冲宽度为P，使能PWM输出。具体的，预设脉宽可选择为5us，则可匹配波特率范围为200Kbps-1Mbps，如需匹配更低波特率，可适当延长PWM模块输出的预设脉宽时间。
S200.获取目标CAN网络上出现的第一低脉宽P0和第二低脉宽P1。第一低脉宽实则由PWM模块发送的低脉冲通过CAN收发器反回到CAN模块的RXD上，第二低脉宽是由总线其他设备节点识别到位填充错误帧后发送主动错误帧的主动错误标识域；在本实施例S200中，通过输入捕获功能模块，获取目标CAN网络上出现的第一低脉宽P0和第二低脉宽P1，其中，输入捕获功能模块具有当预期的边沿信号到来时，自动记录当前捕捉时间发生的时刻对应的计数值并产生捕获中断功能。
具体的，输入捕获功能模块工作包括：首先判断CAN控制器的接收引脚RXD是否支持输入双边沿捕获功能，如果CAN控制器的接收引脚RXD支持输入双边沿捕获功能，直接将CAN控制器的RXD配置为输入捕获功能，如果CAN控制器的接收引脚RXD不支持输入捕获功能，可将ECU控制器上支持双边沿输入捕获功能的GPIO引脚和CAN控制器的RXD在物理上短接在一起，每产生一次输入捕获中断，记录当前捕获边沿时刻并更新边沿计数值。
在一些优选实施例中，输入捕获功能模块工作还包括：当满足输入捕获中断边沿计数值等于4时，关闭输入捕获功能、清零捕获边沿计数值，设输入捕获模块的第一边沿时刻计数值为T0，第二边沿时刻计数值为T1，第三边沿时刻计数值为T2，第四边沿时刻计数值为T3，设输入捕获模块的时钟频率为f，则输入捕获的第一低脉宽P0＝(T1-T0)/f，第二低脉宽P1＝(T3-T2)/f。
S300.对第一低脉宽P0进行判断选择，当第一低脉宽P0等于发送低脉宽长度P时，执行S400；当第一低脉宽P0不等于发送低脉宽长度P时，则重新执行S100。
S400.通过第二脉宽长度P1与常数N，得到目标网络的位宽，以此位宽计算目标网络的波特率；
在本实施例中，通过第二脉宽长度P1与常数N，得到目标网络的位宽，以此位宽计算目标网络的波特率，其中，目标网络的位宽w＝P1/N，目标网络的波特率baud＝1/w。由于错误帧发送的显性电平持续时间可以是6到12个位时间长度,所以N取值可为6、7、8、9、10、11、12中的一个。
S500.将计算得到的波特率作为当前目标网络的波特率进行配置，配置当前待匹配CAN波特率节点设备；具体的，将计算得到的波特率作为当前目标网络的波特率进行配置，具体包括：将计算得到的波特率的值配置为待匹配设备CAN节点的波特率，并配置RXD和TXD为CAN控制器外设引脚用于CAN数据收发功能，使能CAN数据发送完成中断。
S600.当前待匹配CAN波特率节点设备向目标CAN网络发送指定内容的数据帧；
S700.如当前待匹配CAN波特率节点设备向目标CAN网络发送数据帧成功，则目标CAN网络波特率匹配成功，否则跳转到步骤S100重新开始。
具体的，通过S500配置完成后，通过CAN接口主动向被测CAN网络发送任意内容的数据帧，如产生CAN数据发送完成中断，则当前的波特率和目标网络的CAN波特率是匹配的，否则N应取下一个小于等于12的整数，重新配置波特率并开始发送数据，如所有N值已取完仍不能匹配成功，则退出当前CAN模块配置，重新跳转步骤S100开始。
本实施例还公开了一种CAN网络波特率匹配的系统，如图2，包括：PWM模块、输入捕获模块、边沿计数模块、数据处理模块和CAN控制器模块；其中
PWM模块，用于目标ECU控制器向目标CAN网络发送预设时间的低脉宽P；
输入捕获模块，用于获取目标CAN网络上出现的第一低脉宽P0和第二低脉宽P1；
边沿计数模块：用于记录输入捕获边沿个数；
数据处理模块：用于通过第二脉宽长度P1与常数N，得到目标网络的位宽，以此位宽计算目标网络的波特率
CAN控制器模块：用于发送指定报文，以是否产生发送中断识别目标波特率适配成功与否。
其中，PWM模块、输入捕获模块、边沿计数模块、数据处理模块和CAN控制器模块具体工作方法在一种CAN网络波特率匹配的方法中进行了详细描述，再此不在进行赘述。
本实施例公开的一种CAN网络波特率匹配的方法，包括：目标ECU控制器向目标CAN网络发送预设时间的低脉宽P；获取目标CAN网络上出现的第一低脉宽P0和第二低脉宽P1；对第一低脉宽P0进行判断选择，当第一低脉宽P0等于发送低脉宽长度P时，执行S400；通过第二脉宽长度P1与常数N，得到目标网络的位宽，以此位宽计算目标网络的波特率；将计算得到的波特率作为当前目标网络的波特率进行配置，配置当前待匹配CAN波特率节点设备；当前待匹配CAN波特率节点设备向目标CAN网络发送指定内容的数据帧；如果当前待匹配CAN波特率节点设备向目标CAN网络发送数据帧成功，则目标CAN网络波特率匹配成功。本发明无需提前预设波特率表就可快速自动匹配目标CAN网络的波特率，无须人工干预，尤其适用于不主动外发任何CAN报文的网络，匹配时间不依赖于目标CAN网络节点数目和报文，实现方法简单、高效且易于应用。
实施例2
本实施例还公开了一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储可由处理器执行的指令；
处理器，配置为执行所述指令以实现实施例1所述的方法。
应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
对于软件实现，本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

Claims (10)

1.一种CAN网络波特率匹配的方法，其特征在于，包括：
S100.目标ECU控制器向目标CAN网络发送能够产生总线位填充错误的预设时间的低脉宽P；
S200.获取目标CAN网络上出现的第一低脉宽P0和第二低脉宽P1；
S300.对第一低脉宽P0进行判断选择，当第一低脉宽P0等于发送低脉宽长度P时，执行S400；
S400.通过第二脉宽长度P1与常数N，得到目标网络的位宽，以此位宽计算目标网络的波特率；
S500.将计算得到的波特率作为当前目标网络的波特率进行配置，配置到当前待匹配CAN波特率节点设备；
S600.当前待匹配CAN波特率节点设备向目标CAN网络发送指定内容的数据帧；
S700.如果当前待匹配CAN波特率节点设备向目标CAN网络发送数据帧成功，则目标CAN网络波特率匹配成功，否则跳转到步骤S100重新开始。
2.如权利要求1所述的一种CAN网络波特率匹配的方法，其特征在于，S100中，目标ECU控制器向目标CAN网络发送预设时间的低脉宽，具体方法包括：首先判断CAN控制器的发送引脚TXD是否支持PWM功能，如CAN控制器的发送引脚TXD支持PWM功能，可将CAN模块输出引脚TXD直接设置为PWM输出引脚，如CAN控制器的发送引脚TXD不支持PWM功能，可将ECU上支持PWM的GPIO引脚和CAN控制器的TXD物理上短接在一起；设置PWM模块输出模式选择为单次输出模式、输出电平低有效、空闲电平为高、设定低脉冲宽度为P，使PWM输出。
3.如权利要求1所述的一种CAN网络波特率匹配的方法，其特征在于，S200中，通过输入捕获功能模块，获取目标CAN网络上出现的第一低脉宽P0和第二低脉宽P1，其中，输入捕获功能模块具有当预期的边沿信号到来时，自动记录当前捕捉时间发生的时刻对应的计数值并产生捕获中断功能。
4.如权利要求1所述的一种CAN网络波特率匹配的方法，其特征在于，输入捕获功能模块工作包括：首先判断CAN控制器的接收引脚RXD是否支持输入双边沿捕获功能，如果CAN控制器的接收引脚RXD支持输入双边沿捕获功能，直接将CAN控制器的RXD配置为输入捕获功能，如果CAN控制器的接收引脚RXD不支持输入捕获功能，可将ECU控制器上支持双边沿输入捕获功能的GPIO引脚和CAN控制器的RXD在物理上短接在一起，每产生一次输入捕获中断，记录当前捕获边沿时刻并更新边沿计数值。
5.如权利要求4所述的一种CAN网络波特率匹配的方法，其特征在于，输入捕获功能模块工作还包括：当满足输入捕获中断边沿计数值等于4时，关闭输入捕获功能、清零捕获边沿计数值，设输入捕获模块的第一边沿时刻计数值为T0，第二边沿时刻计数值为T1，第三边沿时刻计数值为T2，第四边沿时刻计数值为T3，设输入捕获模块的时钟频率为f，则输入捕获的第一低脉宽P0＝(T1-T0)/f，第二低脉宽P1＝(T3-T2)/f。
6.如权利要求1所述的一种CAN网络波特率匹配的方法，其特征在于，S400中，通过第二脉宽长度P1与常数N，得到目标网络的位宽，以此位宽计算目标网络的波特率，其中，目标网络的位宽w＝P1/N，目标网络的波特率baud＝1/w。
7.如权利要求6所述的一种CAN网络波特率匹配的方法，其特征在于，常数N取值可为6、7、8、9、10、11、12中的一个。
8.如权利要求1所述的一种CAN网络波特率匹配的方法，其特征在于，S500中，将计算得到的波特率作为当前目标网络的波特率进行配置，具体包括：将计算得到的波特率的值配置为待匹配设备CAN节点的波特率，并配置RXD和TXD为CAN控制器外设引脚用于CAN数据收发功能，使能CAN数据发送完成中断。
9.一种CAN网络波特率匹配的系统，其特征在于，包括：PWM模块、输入捕获模块、边沿计数模块、数据处理模块和CAN控制器模块；其中
PWM模块，用于目标ECU控制器向目标CAN网络发送预设时间的低脉宽P；
输入捕获模块，用于获取目标CAN网络上出现的第一低脉宽P0和第二低脉宽P1；
边沿计数模块：用于记录输入捕获边沿个数；
数据处理模块：用于通过第二脉宽长度P1与常数N，得到目标网络的位宽，以此位宽计算目标网络的波特率
CAN控制器模块：用于发送指定报文，以是否产生发送完成中断识别目标波特率适配成功与否。
10.一种CAN网络波特率匹配的电子设备，其特征在于，包括
存储器，用于存储可由处理器执行的指令；
处理器，配置为执行所述指令以实现如权利要求1-8任一项所述的方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116155645A (zh) * 2023-02-27 2023-05-23 上海中韩杜科泵业制造有限公司 基于can总线的设备入网方法、装置、设备及介质

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CN116155645A (zh) * 2023-02-27 2023-05-23 上海中韩杜科泵业制造有限公司 基于can总线的设备入网方法、装置、设备及介质
CN116155645B (zh) * 2023-02-27 2023-09-22 上海中韩杜科泵业制造有限公司 基于can总线的设备入网方法、装置、设备及介质

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