CN202190284U - 一种CAN总线与SpaceWire总线的协议转换器 - Google Patents

一种CAN总线与SpaceWire总线的协议转换器 Download PDF

Info

Publication number
CN202190284U
CN202190284U CN2011202998870U CN201120299887U CN202190284U CN 202190284 U CN202190284 U CN 202190284U CN 2011202998870 U CN2011202998870 U CN 2011202998870U CN 201120299887 U CN201120299887 U CN 201120299887U CN 202190284 U CN202190284 U CN 202190284U
Authority
CN
China
Prior art keywords
bus
spacewire
data frame
protocol converter
interface logic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CN2011202998870U
Other languages
English (en)
Inventor
李国军
刘思远
杨志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aerospace Dongfanghong Satellite Co Ltd
Original Assignee
Aerospace Dongfanghong Satellite Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aerospace Dongfanghong Satellite Co Ltd filed Critical Aerospace Dongfanghong Satellite Co Ltd
Priority to CN2011202998870U priority Critical patent/CN202190284U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN202190284U publication Critical patent/CN202190284U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

本实用新型公开了一种CAN总线与SpaceWire总线的协议转换器，包括：中央处理器、SpaceWire接口逻辑模块和CAN总线控制器。中央处理器分别与SpaceWire接口逻辑模块和CAN总线控制器相连，SpaceWire接口逻辑模块与SpaceWire总线向接口，接收和发送SpaceWire总线数据帧，CAN总线控制器与CAN总线相接口，接收和发送CAN总线数据帧。本实用新型具有结构上设计简单灵活，实现成本低的特点。

Description

一种CAN总线与SpaceWire总线的协议转换器
技术领域
本实用新型涉及一种CAN总线与SpaceWire总线的协议转换器。
背景技术
CAN总线是小卫星星内信息管理常用总线，SpaceWire是正在逐步推广的新型高速点对点数据总线，未来将应用于星载设备，因此有必要设计CAN总线与SpaceWire总线间的协议转换器，使得卫星内主控计算机可以直接控制SpaceWire网络节点，同时SpaceWire网络节点可以通过协议转换器将遥测数据返回到星内主控计算机。
由于SpaceWire总线本身为新型航天专用总线，国内对该总线的研究尚处于起步阶段，目前还没有卫星应用，因此CAN总线到SpaceWire总线的协议转换器的研制在国内尚无资料可供参考。美国Aeroflex公司生产的GR-CPCI-UT699开发板同时具备了CAN总线和SpaceWire接口，但该设备目前属于禁运，不能通过商业渠道获得。
实用新型内容
本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种CAN总线与SpaceWire总线的协议转换器。采用本实用新型实现了CAN总线数据帧和SpaceWire总线数据帧间的转换。
本实用新型的技术解决方案是：
所述的CAN总线与SpaceWire总线的协议转换器包括：中央处理器、SpaceWire接口逻辑模块和CAN总线控制器。
中央处理器与CAN总线控制器相连，接收由CAN总线控制器输入的来自于CAN总线数据帧，并将由SpaceWire总线数据帧转换后产生的CAN总线数据帧输出到CAN总线控制器；中央处理器与SpaceWire接口逻辑模块相连，接收由SpaceWire接口逻辑模块输入的来自于SpaceWire总线数据帧，并将由CAN总线数据帧转换后产生的SpaceWire总线数据帧输出到SpaceWire接口逻辑模块；
所述SpaceWire接口逻辑模块为所述协议转换器与SpaceWire总线的接口，接收SpaceWire总线的SpaceWire总线数据帧，并向SpaceWire总线发送由CAN总线数据帧转换得到的SpaceWire总线数据帧；所述CAN总线控制器为所述协议转换器与CAN总线的接口，接收来CAN总线数据帧，并向CAN总线发送由SpaceWire总线的数据帧转换得到的CAN总线数据帧。
除上述组成外，本实用新型还包括显示器，所述显示器与中央处理器相连，用于显示来自于中央处理器的状态参数。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点：
本实用新型与国外采用的技术相比，利用了SpaceWire IP核，使用ARM+FPGA的组合实现了本实用新型多述的协议转换器，结构上设计简单灵活，有效的控制了成本，可直接应用于宇航级的抗辐照CPU和FPGA上，从而给航天应用节省了成本，提高了开发效率。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为SpaceWire接口逻辑模块结构示意图。
具体实施方式
下面就结合附图对本实用新型做进一步介绍。
CAN总线为低码速率总线，而SpaceWire为高码速率数据传输总线，因此两种总线的桥接需要进行数据缓存，而且要求SpaceWire总线发来的数据帧间隔不能过小。CAN总线数据接口可通过总线控制器进行码速率、屏蔽字、时钟分频等的设置，并通过适当的终端电阻跨接在CAN总线网络以保证总线的正常数据通信。SpaceWire数据接口逻辑在FPGA片内实现，完全兼容于ECSS-E-ST-50-12C国际标准。SpaceWire码速率可设置范围为2Mbps～200Mpbs，远高于CAN总线网络，且SpaceWire网络数据传输是完全自主的。
SpaceWire的应用层协议需要由用户自行定义，而CAN总线网络的应用层协议也同样需要由用户定义，协议转换器必须能够根据应用场合的不同进行相应的格式转换，因此协议转换部分应由处理器软件完成，以便利在必要的时候进行适当的修改。
本实用新型的原理为：协议转换器收到CAN总线上发来的数据后，取出有效数据，组织成SpaceWire网络节点可识别的帧，发送到SpaceWire网络上；协议转换器接收到SpaceWire网络上发来的数据后，取出有效数据，组织成CAN总线节点可识别的帧，发送到CAN总线网络上。
如图1所示，为本实用新型结构图。包括中央处理器、SpaceWire接口逻辑模块、CAN总线控制器和显示器。其中，中央处理器采用Atmel CPUAT91FR40162，SpaceWire接口逻辑模块采用Altera Cyclone FPGAEP1C3T144C8N，CAN总线控制器采用Philips SJA1000与Philips PCA82C250，显示器为太阳人LCD 1602A。
在CAN总线一侧，中央处理器与CAN总线控制器相连，接收由CAN总线控制器输入的来自于CAN总线数据帧，并将由SpaceWire总线数据帧转换后产生的CAN总线数据帧输出到CAN总线控制器。
在SpaceWire总线一侧，中央处理器与SpaceWire接口逻辑模块相连，接收由SpaceWire接口逻辑模块输入的来自于SpaceWire总线数据帧，并将由CAN总线数据帧转换后产生的SpaceWire总线数据帧输出到SpaceWire接口逻辑模块。
SpaceWire接口逻辑模块为协议转换器与SpaceWire总线的接口，接收SpaceWire总线的SpaceWire总线数据帧，并向SpaceWire总线发送由CAN总线数据帧转换得到的SpaceWire总线数据帧；所述CAN总线控制器为所述协议转换器与CAN总线的接口，接收来CAN总线数据帧，并向CAN总线发送由SpaceWire总线的数据帧转换得到的CAN总线数据帧。
中央处理器完成对CAN总线数据帧格式与SpaceWire总线数据帧格式的相互转换，通过CAN总线控制器控制CAN总线通信的波特率、屏蔽字以及其它相关参数，通过SpaceWire接口逻辑调节SpaceWire总线通信的码速率、帧格式等参数，并进行适当的数据缓存，以匹配双方的码速率。
如图2所示，SpaceWire接口逻辑模块由FPGA实现，可分为由发送器、接收器、控制器和定时器等几部分。其中的控制器为中心控制单元，负责SpaceWire接口逻辑模块的初始化、链路建立、链路维持、错误检测等业务，并在合适的状态下驱动接收器、发送器等其它部件执行相应的收发动作。控制器将数据发送至发送器，发送器负责进行Data-Strobe编码，转换成物理信号比特流。接收器将接收到的数据解码后送至控制器，控制器根据接收到的码字判断当前字符的有效性。时钟恢复模块根据接收到的物理信号恢复发送端时钟。credit计数器用于发送过程中的流控制，如果相应接收端的接收缓冲区不能及时清空，那么credit计数器将累计，最终发送器将停止发送直至计数器被清零。发送FIFO和接收FIFO均为异步缓冲区，中央处理器可采用自身时钟对其进行操作，独立于SpaceWire接口逻辑采用的时钟。
SpaceWire总线的物理层采用LVDS电平，只需要利用FPGA内部的IO缓冲器将原来的TTL电平转换为LVDS即可。
CAN总线控制器包括了总线控制器(芯片SJA1000)和总线收发器(芯片PCA82C250)两部分。总线控制器实现了CAN总线链路层和物理层，是CAN总线网络的核心部分。中央处理器可以设置总线控制器的工作方式，控制工作状态，进行数据的接收和发送，并进行一定程序的应用层设置。总线收发器提供了总线控制器与物理总线之间的接口，提供了物理上的CAN总线信号电平，驱动电信号的接收与发送，是影响网络系统安全性、可靠性与电磁兼容性的主要因素。
显示部分采用液晶显示屏，可实时地形式本转换器的内部运行状态。
本实用新型未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (2)

1.一种CAN总线与SpaceWire总线的协议转换器，其特征在于包括：中央处理器、SpaceWire接口逻辑模块和CAN总线控制器，
中央处理器与CAN总线控制器相连，接收由CAN总线控制器输入的来自于CAN总线数据帧，并将由SpaceWire总线数据帧转换后产生的CAN总线数据帧输出到CAN总线控制器；中央处理器与SpaceWire接口逻辑模块相连，接收由SpaceWire接口逻辑模块输入的来自于SpaceWire总线数据帧，并将由CAN总线数据帧转换后产生的SpaceWire总线数据帧输出到SpaceWire接口逻辑模块；
所述SpaceWire接口逻辑模块为所述协议转换器与SpaceWire总线的接口，接收SpaceWire总线的SpaceWire总线数据帧，并向SpaceWire总线发送由CAN总线数据帧转换得到的SpaceWire总线数据帧；所述CAN总线控制器为所述协议转换器与CAN总线的接口，接收来CAN总线数据帧，并向CAN总线发送由SpaceWire总线的数据帧转换得到的CAN总线数据帧。
2.根据权利要求1所述的一种CAN总线与SpaceWire总线的协议转换器，其特征在于：还包括显示器，所述显示器与中央处理器相连，用于显示来自于中央处理器的状态参数。
CN2011202998870U 2011-08-17 2011-08-17 一种CAN总线与SpaceWire总线的协议转换器 Expired - Lifetime CN202190284U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011202998870U CN202190284U (zh) 2011-08-17 2011-08-17 一种CAN总线与SpaceWire总线的协议转换器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011202998870U CN202190284U (zh) 2011-08-17 2011-08-17 一种CAN总线与SpaceWire总线的协议转换器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN202190284U true CN202190284U (zh) 2012-04-11

Family

ID=45921718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011202998870U Expired - Lifetime CN202190284U (zh) 2011-08-17 2011-08-17 一种CAN总线与SpaceWire总线的协议转换器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN202190284U (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102857295A (zh) * 2012-06-15 2013-01-02 上海卫星工程研究所 基于虚拟信道的SpaceWire网络传输与处理
CN103024860A (zh) * 2012-12-11 2013-04-03 上海卫星工程研究所 卫星信道路由分配方法
CN103019997A (zh) * 2012-12-31 2013-04-03 哈尔滨工业大学 星载电子系统接口转换模块
CN103036873A (zh) * 2012-11-29 2013-04-10 北京无线电测量研究所 一种太空总线和1553b总线的协议转换装置
CN103684945B (zh) * 2012-09-25 2016-12-21 上海航天测控通信研究所 通用SpaceWire节点装置
EP3293922A1 (en) * 2016-09-13 2018-03-14 Space Products and Innovation UG Intelligent data node for satellites
CN111064545A (zh) * 2019-12-02 2020-04-24 西安电子科技大学 基于fpga实现具有spw接口的专网地检装置及方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102857295A (zh) * 2012-06-15 2013-01-02 上海卫星工程研究所 基于虚拟信道的SpaceWire网络传输与处理
CN103684945B (zh) * 2012-09-25 2016-12-21 上海航天测控通信研究所 通用SpaceWire节点装置
CN103036873A (zh) * 2012-11-29 2013-04-10 北京无线电测量研究所 一种太空总线和1553b总线的协议转换装置
CN103024860A (zh) * 2012-12-11 2013-04-03 上海卫星工程研究所 卫星信道路由分配方法
CN103024860B (zh) * 2012-12-11 2015-11-18 上海卫星工程研究所 卫星信道路由分配方法
CN103019997A (zh) * 2012-12-31 2013-04-03 哈尔滨工业大学 星载电子系统接口转换模块
CN103019997B (zh) * 2012-12-31 2015-04-08 哈尔滨工业大学 星载电子系统接口转换模块
EP3293922A1 (en) * 2016-09-13 2018-03-14 Space Products and Innovation UG Intelligent data node for satellites
CN111064545A (zh) * 2019-12-02 2020-04-24 西安电子科技大学 基于fpga实现具有spw接口的专网地检装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202190284U (zh) 一种CAN总线与SpaceWire总线的协议转换器
CN100521637C (zh) 基于光纤的高速串行工业实时通信总线系统及其控制方法
CN102780705B (zh) Ethernet-CAN协议转换器
CN101246678A (zh) 多屏实时信号处理的方法、系统
CN103049414A (zh) Fc总线与can总线间数据的转换及传输方法
CN109710554A (zh) Fc-ae-1553总线与can总线非透明桥接系统
CN201571081U (zh) Can总线与串口总线协议转换器
CN102088444A (zh) Profibus dp与profibus pa协议转换网关模块
CN109962830A (zh) 一种基于fpga的高效can总线接口
CN202111737U (zh) 网管增强型e1/eth协议转换器
CN102033843B (zh) Rs485总线与高速智能统一总线的直接接口方法
CN103530263B (zh) 基于fpga/mcu结构的1553b远程终端装置
CN102546336A (zh) 一种基于VersaPHY的IEEE-1394b光总线协议转换器
CN103279442A (zh) 一种高速互联总线的报文过滤系统及方法
CN102420734A (zh) 一种can总线拓扑结构实现系统
CN201054609Y (zh) 基于光纤的高速串行工业实时通信总线系统
CN103546485B (zh) Dc600v 列车供电装置用网卡
CN103051817B (zh) 用spi接口实现pcm信息交互的方法及语音终端设备
CN102523145A (zh) 一种本地总线桥接和数据传输的方法
CN201467170U (zh) 一种将HART协议转换成Profibus协议的通讯协议转换器
CN101650872A (zh) 用电信息采集系统及方法
CN103064810A (zh) 一种实现卫星串口通信的方法
CN210093253U (zh) Plc控制系统与dali协议的控制系统融合的系统
CN103929457A (zh) 基于移动互联网的物联网应用数据交互系统和方法
CN202939792U (zh) 单相双信道通信模块

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20120411

CX01 Expiry of patent term