CN202602677U - 车载网关控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种车载网关控制器，包括微控制单元、CAN总线信号输入/输出接口、第一CAN模块和第二CAN模块，其中，第一CAN模块和第二CAN模块的第一端分别与所述微控制单元连接，第二端分别与所述CAN总线信号输入/输出接口连接。本实用新型的车载网关控制器，通过使两种不同的CAN模块共用微控制单元的同一数据发送/接收引脚，并由微控制单元通过其输入/输出端口和两种不同CAN模块的STB端口来控制两种不同CAN模块的激活状态，从而实现在不更改硬件设计的前提下，仅使用一个硬件CAN通道就同时提供对两种不同CAN总线的支持。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种车载网关控制器。
背景技术
随着汽车日益向电子化、智能化方向发展，越来越多的电子控制单元被安装在汽车的不同位置，这些电子控制单元连接到车载总线上，按照功能或安装位置被划分一个或数个通信网络。车载网关控制器一般处于整车网络拓扑的中心位置，连接车上的各个通信网络，同时还能起到减少整车线束的长度、节约成本并提高通信质量的作用。车载网关控制器的主要功能是能在OSI(OpenSystem Interconnection，开放式系统互联)参考模型的物理层、数据链路层和应用层上对不同网络的协议进行翻译和解释，并完成不同网络间信号的路由。
目前，使用最为广泛的车载总线是CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线。CAN总线在物理层上分为高速CAN总线和容错CAN总线两种类型。高速CAN总线的通信速率最高可达到1Mbps(bit per second)，通常用于对数据传输速度有较高要求的领域，如动力系统、信息娱乐系统等。而容错CAN总线的最高通信速率仅为125kbps，但虽然如此，由于容错CAN总线具有在总线出现破损或短路的情况下依然可以维持信号传输的特性，所以常用于容易出现故障的领域，如车窗、车门、座椅等。
然而，现有的网关控制器通常采用单一化的器件布置方案，如果一款网关控制器配备了高速CAN收发器及其电路，则这款控制器在同一总线通道上只能与高速CAN总线连接，若需要将此总线通道改为连接容错CAN总线，则需要更改硬件设计。而硬件设计的更改会涉及到网关控制器PCB板的重新投板和制作，这将极大的增加产品的设计和生产周期，开发费用也会大幅提高。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种车载网关控制器，用于在不改变硬件设计的情况下，实现对不同CAN总线的选择性配置。
本实用新型的技术方案是：一种车载网关控制器，包括微控制单元、CAN总线信号输入/输出接口、第一CAN模块和第二CAN模块，其中，
第一CAN模块和第二CAN模块的第一端分别与所述微控制单元连接，第二端分别与所述CAN总线信号输入/输出接口连接。
优选地，所述微控制单元的第一I/O引脚与所述第一CAN模块的STB引脚连接，所述微控制单元的第二I/O引脚与所述第二CAN模块的STB引脚连接，其中，所述STB引脚用于控制所述第一CAN模块和第二CAN模块的激活状态。
优选地，所述第一CAN模块的第一端与所述微控制单元连接具体包括：
所述第一CAN模块的第一端的数据发送输入引脚与所述微控制单元的数据发送引脚连接，所述第一CAN模块的第一端的数据接收输出引脚与所述微控制单元的数据发送引脚连接；
所述第二CAN模块的第一端与所述微控制单元连接具体包括：
所述第二CAN模块的第一端的数据发送输入引脚与所述微控制单元的数据发送引脚连接，所述第二CAN模块的第一端的数据接收输出引脚与所述微控制单元的数据发送引脚连接。
优选地，所述CAN总线信号输入/输出接口包括第一总线输入/输出接口和第二总线输入/输出接口。
优选地，所述第一CAN模块的第二端与所述CAN总线信号输入/输出接口连接具体包括：所述第一CAN模块的第二端与所述第一CAN模块总线输入/输出接口连接；
所述第二CAN模块的第二端与所述CAN总线信号输入/输出接口连接具体包括：所述第二CAN模块的第二端与所述第二CAN模块总线输入/输出接口连接。
优选地，所述第一CAN模块为高速CAN模块，所述第二CAN模块为容错CAN模块。
本实用新型能够达到的有益效果如下：
本实用新型提供的车载网关控制器，采用了共用MCU硬件通道的方法，将两种不同CAN模块的数据发送输入引脚和数据接收输出引脚分别与该车载网关控制器的微控制单元的数据发送引脚和数据接收引脚连接，使这两种不同的CAN模块可以共用微控制单元的同一数据发送/接收引脚，并由微控制单元通过其输入/输出端口和两种不同CAN模块的STB端口来控制两种不同CAN模块的激活状态，从而实现在不更改硬件设计的前提下，仅使用一个硬件CAN通道就同时提供对两种不同CAN总线的支持。不仅节约了硬件资源，而且提供了操作方式灵活、实时、自动切换的通信方式的可能性。
附图说明
图1是本实用新型车载网关控制器的结构示意图；
图2是本实用新型车载网关控制器的中微控制单元与第一CAN模块和第二CAN模块的引脚连接示意图。
具体实施方式
为进一步阐述本实用新型，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作更详尽的说明。
图1是本实用新型车载网关控制器的结构示意图。在本实施例中，所述车载网关控制器的各种电路元器件及其连接线是制作在PCB板上。
如图1所示，本实用新型车载网关控制器1包括微控制单元10、第一CAN模块11、第二CAN模块12和CAN总线信号输入/输出接口13。其中，第一CAN模块11和第二CAN模块12的第一端分别与微控制单元10连接，第一CAN模块11和第二CAN模块12的第二端分别与CAN总线信号输入/输出接口13连接。微控制单元10可以通过第一CAN模块11、第二CAN模块12和CAN总线信号输入/输出接口13与外部通信。
其中，为满足汽车的不同领域对CAN总线传输速率的需求，在本实用新型实施例中，所述第一CAN模块和第二CAN模块可以分别为高速CAN模块和容错CAN模块，并且分别由第一CAN收发器和第二CAN收发器以及对应的外围电路组成。此外，在本实用新型的其他实施方式中，所述第一CAN模块和第二CAN模块还可以是其他类型的CAN模块，具体可以根据实际需要进行选择性配置。
可见，本实用新型的车载网关控制器，只需要提供一个CAN输入/输出通道，就可以支持外部两路完全独立的CAN总线，从而满足汽车上不同领域对CAN总线传输速率的要求。
图2是本实用新型车载网关控制器的微控制单元与第一CAN模块和第二CAN模块的引脚连接示意图。如图2所示，微控制单元10的数据发送引脚与第一CAN模块11的第一端的数据发送输入引脚连接，微控制单元10的数据接收引脚与第一CAN模块11的第一端的数据接收输出引脚连接；微控制单元10的数据发送引脚与第二CAN模块12的第一端的数据发送输入引脚连接，微控制单元10的数据接收引脚与第二CAN模块12的第一端的数据接收输出引脚连接。可见，本实用新型的车载网关控制器，可以实现不同CAN模块的数据发送输入/接收输出引脚共用微控制单元的同一数据发送/接收引脚，从而实现在不更改硬件设计的前提下，仅使用一个硬件CAN通道就同时提供对两种不同CAN总线的支持。
此外，微控制单元10的第一I/O引脚与第一CAN模块11的STB引脚连接，微控制单元10的第二I/O引脚与第二CAN模块12的STB引脚连接，其中，所述STB引脚用于控制第一CAN模块11和第二CAN模块12的激活状态。
需要说明的是，CAN总线信号输入/输出接口13与外部(即：整车总线电缆)直接相连，并且CAN总线信号输入/输出接口13为第一CAN模块11和第二CAN模块12分别配备了专用的总线连接口，即第一CAN模块总线输入/输出接口和第二CAN模块总线输入/输出接口(图中未示出)。通过这两个输入/输出接口，使得第一CAN模块11和第二CAN模块12与外部的通信在物理上是各自独立的。这种方式也使得结合图1-2描述的实施例成为可能。即：使本实用新型的车载网关控制器，在不更改硬件设计的情况下，可选择性地配置第一CAN模块11和第二CAN模块12之一，由配置的CAN模块通过CAN总线信号输入/输出接口13与外部进行通信。此处，因为第一CAN模块11和第二CAN模块12共用微控制单元10的同一数据发送/接收引脚，所以第一CAN模块11和第二CAN模块12在同一时间只有一个模块能够与外部进行通信。
接下来结合图2详细描述本实用新型车载网关控制器的工作原理。
当需要启用第一CAN模块时，微控制单元首先通过第二I/O引脚控制第二CAN模块的STB引脚，并将该其设置为standby，在standby状态下，第二CAN模块的收发器将无法进行数据的接收和发送，从而禁止第二CAN模块。然后，微控制单元通过第一I/O引脚控制第一CAN模块的STB引脚，将其设置为run，在run状态下，第一CAN模块的收发器可以进行数据的接收和发送，从而从硬件上激活第一CAN模块进行通信。当网关正常工作时，可以根据既定逻辑自动判断并激活/禁止CAN模块，并选取已激活的CAN模块所连接的微控制单元发送接收引脚进行数据的传输。
例如，当激活第一CAN模块11时的通信过程如下：
当CAN总线上有数据到来的时候，CAN总线中高/低电平线的信号经由CAN总线信号输入/输出接口13进入到第一CAN模块11的收发器中，所述收发器用于将CAN总线高/低电平线的差分式电平转化为微控制单元10能够识别的高低逻辑电平，经所述收发器处理后将数据由数据接收输出引脚发送到微控制单元10的数据接收引脚。
当需要将数据发送到CAN总线上时，由微控制单元10的数据发送引脚将数据经第一CAN模块11的数据发送输入引脚发送到第一CAN模块11的收发器中，所述收发器此时用于将微控制单元10发送的高低逻辑电平转化为CAN总线识别的差分式电平，经所述收发器处理后通过CAN总线信号输入/输出接口13由CAN总线的高/低电平线发出。
当激活第二CAN模块时的通信过程与第一CAN模块相同，所以此处不再赘述。另外，在上述通信过程中，所述第一CAN模块和第二CAN模块使用各自的总线连接口。
综上所述，本实用新型提供的车载网关控制器，通过将两种不同CAN模块的数据发送输入引脚和数据接收输出引脚分别与该车载网关控制器的微控制单元的数据发送引脚和数据接收引脚连接，使这两种不同的CAN模块可以共用微控制单元的同一数据发送/接收引脚。并且，由微控制单元通过其输入/输出端口和两种不同CAN模块的STB端口来控制两种不同CAN模块的激活状态，从而灵活地选用适当的CAN模块进行通信，而无需更改车载网关控制器的硬件设计，使用更加灵活，并且降低了开发的成本。
以上对本实用新型实施实例提供的技术方案进行了详细的介绍，本文中应用了具体实施例对本实用新型所实施的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型实施的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均有改变之处，综上所述，本说明书内容不应该理解为对本实用新型的限制。
Claims (6)
1.一种车载网关控制器，其特征在于，包括微控制单元、CAN总线信号输入/输出接口、第一CAN模块和第二CAN模块；其中，
第一CAN模块和第二CAN模块的第一端分别与所述微控制单元连接，第二端分别与所述CAN总线信号输入/输出接口连接。
2.根据权利要求1所述的车载网关控制器，其特征在于，
所述微控制单元的第一I/O引脚与所述第一CAN模块的STB引脚连接，所述微控制单元的第二I/O引脚与所述第二CAN模块的STB引脚连接，其中，所述STB引脚用于控制所述第一CAN模块和第二CAN模块的激活状态。
3.根据权利要求2所述的车载网关控制器，其特征在于，
所述第一CAN模块的第一端与所述微控制单元连接具体包括：
所述第一CAN模块的第一端的数据发送输入引脚与所述微控制单元的数据发送引脚连接，所述第一CAN模块的第一端的数据接收输出引脚与所述微控制单元的数据发送引脚连接；
所述第二CAN模块的第一端与所述微控制单元连接具体包括：
所述第二CAN模块的第一端的数据发送输入引脚与所述微控制单元的数据发送引脚连接，所述第二CAN模块的第一端的数据接收输出引脚与所述微控制单元的数据发送引脚连接。
4.根据权利要求2所述的车载网关控制器，其特征在于，所述CAN总线信号输入/输出接口包括第一CAN模块总线输入/输出接口和第二CAN模块总线输入/输出接口。
5.根据权利要求4所述的车载网关控制器，其特征在于，
所述第一CAN模块的第二端与所述CAN总线信号输入/输出接口连接具体包括：所述第一CAN模块的第二端与所述第一CAN模块总线输入/输出接口连接；
所述第二CAN模块的第二端与所述CAN总线信号输入/输出接口连接具体包括：所述第二CAN模块的第二端与所述第二CAN模块总线输入/输出接口连接。
6.根据权利要求3或5所述的车载网关控制器，其特征在于，所述第一CAN模块为高速CAN模块，所述第二CAN模块为容错CAN模块。
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|---|---|---|---|---|
| CN103259704A (zh) * | 2013-03-29 | 2013-08-21 | 北京经纬恒润科技有限公司 | 一种can总线数据收发设备 |
| CN104869053A (zh) * | 2014-10-08 | 2015-08-26 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 车载局域网的可切换式网关、监测方法和车载局域网系统 |
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