CN208094575U - 一种lin总线与多can总线通信网关 - Google Patents
一种lin总线与多can总线通信网关 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种LIN总线与多CAN总线通信网关，该网关采用模块化设计，具体包括主控模块、超高速CAN总线模块、高速CAN总线模块、低速CAN总线模块以及LIN总线模块。主控模块采用NXP公司的LPC2929FBD144芯片，并通过片上资源分别与各个功能模块连接。通过主控模块对各子模块的控制与管理，该网关实现不同CAN、LIN网络之间的数据传输，即超高速、高速、低速CAN和LIN总线网络之间的报文转发和协议转换，从而在不同网络之间实现数据共享。
Description
技术领域
本实用新型涉及车载总线网络领域，具体涉及一种LIN总线与多CAN总线通信网关，实现LIN、超高速、高速和低速CAN总线网络间的数据通信。
背景技术
CAN总线由于其高可靠性、高实时性、高开放性及高效性而广泛应用于车载网络通信，极大改善了整车的电气化通信能力，使网络化的车辆分布式控制器设计更加灵活。
CAN总线是目前应用最广泛的汽车总线，传统地，依据其传输速率分为高速CAN总线，速率通常为500Kbps，用于发动机、变速器、ABS、电子助力转向以及主动悬架等车载电控单元间的数据通信。低速CAN总线，速率通常为125Kpbs，用于导航、组合仪表、电子防盗以及智能车灯等电控单元间的数据通信。而LIN则作为CAN的补充，用于对实时性和传输速率要求不高的电控单元如车门、车椅、车窗电控单元间的数据通信。
随着车载总线技术的快速发展，传统CAN总线由于其低速率（1Mbps以下）而难以满足现代汽车实时控制和通信带宽的要求，因此超高速CAN总线技术逐渐得到了应用，其通信速率通常可达3-8Mbps，以满足现代汽车通信和x-by-wire控制需求。
因此，实现不同CAN、LIN网络间的报文数据传输，即超高速、高速、低速CAN网络和LIN网络之间的报文转发和协议转换，一直都是整个车载网络面临的重要问题。
发明内容
本实用新型针对上述问题，提供一种LIN总线与多CAN总线通信网关。该网关实现不同CAN、LIN网络之间的数据传输，即超高速、高速、低速CAN网络和LIN网络之间的报文转发和协议转换，完成不同网络间的数据缓存和转发，从而在不同网络之间实现数据共享。
为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：模块化设计，包括主控模块、超高速CAN总线模块、高速CAN总线模块、低速CAN总线模块以及LIN总线模块。主控模块采用NXP公司的LPC2929FBD144芯片，并通过片上资源分别与各个功能模块连接，实现网关的管理功能。
所述主控模块采用NXP公司的 LPC2929FBD144 芯片，其为NXP公司推出的32位RSIC处理器，内核为125MHz的ARM968E-S，具有丰富的片上资源，包括2个CAN2.0B控制器，48KB的SRAM和8KB的ETM RAM，768KB可编程FLASH，高速SPI接口以及2个LIN2.0主机控制器等。通过SPI总线与超高速CAN总线模块、片上CAN0控制器与高速CAN总线模块、片上CAN1控制器与低速CAN总线模块以及片上LIN1控制器与LIN总线模块连接，实现超高速、高速、低速CAN和LIN网络之间的报文转发和协议转换，从而在不同网络之间实现数据共享。
所述的超高速CAN总线模块由MICROCHIP公司的CAN FD控制器MCP2517FD和MICROCHIP公司的CAN收发器ATA6563组成，其通信速率最高可达8Mbps，实现与超高速CAN总线网络的连接。
所述的高速CAN总线模块由NXP公司的 LPC2929FBD144 片上CAN0控制器和广州致远电子股份有限公司的隔离CAN收发器CTM1050T组成，支持1Mbps的数据通信，实现与高速CAN总线网络的连接。
所述的低速CAN总线模块由NXP公司的 LPC2929FBD144 片上CAN1控制器和广州致远电子股份有限公司的隔离CAN收发器CTM1054T组成，支持125Kbps的数据通信，实现与低速CAN总线网络的连接。
所述的LIN总线模块由NXP公司的 LPC2929FBD144 片上LIN1控制器和NXP公司的LIN收发器TJA1021组成，支持20Kbps的数据通信，实现与LIN总线网络的连接。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
（1）网关采用模块化设计，一方面方便对程序进行调试、修改和移植，同时也有利于日后进行终端性能维护以及功能扩展升级；
（2）主控模块采用NXP公司的 LPC2929FBD144芯片，具有丰富的片上资源，在其基础上扩展了超高速CAN总线接口、高速CAN总线接口、低速CAN总线接口以及LIN总线接口，成本低，且能实现不同CAN、LIN网络之间的数据传输，从而在不同网络之间实现数据共享，模块之间连接简单方便；
（3）超高速、高速、低速CAN总线模块根据其传输速率不同分别采用不同的CAN收发器，每个收发器都集成了隔离电路，增强了网关的抗干扰能力。
附图说明
图1为本实用新型网关结构框图。
图2为本实用新型主控模块原理框图。
图3为本实用新型超高速CAN总线模块原理框图。
图4为本实用新型高速CAN总线模块原理框图。
图5为本实用新型低速CAN总线模块原理框图。
图6为本实用新型LIN总线模块原理框图。
图7为本实用新型工作流程图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案、优点更加的清晰明了，下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
如图1所示，一种LIN总线与多CAN总线通信网关，包括主控模块、超高速CAN总线模块、高速CAN总线模块、低速CAN总线模块以及LIN总线模块。主控模块采用 NXP公司的LPC2929FBD144芯片，并通过片上资源分别与各个功能模块连接，实现不同CAN、LIN网络之间的数据传输，即超高速、高速、低速和LIN网络之间的报文转发和协议转换，完成不同网络间的数据缓存和转发，从而在不同网络之间实现数据共享。具体为通过片上资源SPI总线与超高速CAN总线网络模块、片上资源CAN0控制器与高速CAN总线模块、片上资源CAN1控制器与低速CAN总线模块以及片上资源LIN1控制器与LIN总线模块连接并进行相互通信，实现相关数据的获取、传输和处理。
所述的主控模块采用NXP公司的LPC2929FBD144芯片，如图2所示，通过其片上资源SPI接口与超高速CAN总线模块连接，通过其片上资源CAN0控制器与高速CAN总线模块连接，通过其片上资源CAN1控制器与低速CAN总线模块连接，通过其片上资源LIN1控制器与LIN总线模块连接，实现超高速、高速、低速CAN总线网络、LIN总线网络之间相互通信。具体为通过引脚SPI0_SCS0、SPI0_SCK、SPI0_SDO、SPI0_SDI、GPI02_0、GPIO2_1与超高速CAN总线模块的引脚NCS、SCK、SI、SO、INT0、INT1电气连接。通过引脚CAN0_TXD、CAN0_RXD分别与高速CAN总线模块的引脚TXD、RXD电气连接。通过引脚CAN1_TXD、CAN1_RXD分别与低速CAN总线模块的引脚TXD、RXD电气连接。通过引脚LIN1_RXD、LIN1_TXD、GPIO1_7分别与LIN总线模块的引脚TXD、RXD、WAKE_N电气连接。
所述的超高速CAN总线模块由MICROCHIP公司的CAN FD控制器MCP2517FD和MICROCHIP公司的CAN收发器ATA6563组成，其通信速率最高可达8Mbps，实现与超高速CAN总线网络的连接，如图3所示。具体为通过CAN FD控制器MCP2517FD的引脚NCS、SCK、SI、SO、INT0、INT1分别与主控模块的引脚SPI0_SCS0、SPI0_SCK、SPI0_SDO、SPI0_SDI、GPI02_0、GPIO2_1电气连接。通过CAN FD控制器MCP2517FD的引脚TXCAN、RXCAN分别与CAN收发器ATA6563的引脚TXD、RXD电气连接。CAN收发器ATA6563的引脚CANH、CANL之间跨接一个120欧姆的终端电阻，即可接入超高速CAN总线网络。
所述的高速CAN总线模块由NXP公司的 LPC2929FBD144 片上CAN0控制器和广州致远电子股份有限公司的隔离CAN收发器CTM1050T组成，支持1Mbps的数据通信，实现与高速CAN总线网络的连接，如图4所示。具体为通过CAN收发器CTM1050T的引脚TXD、RXD与主控模块的引脚CAN0_TXD、CAN0_RXD电气连接，CAN收发器CTM1050T的引脚CANH、CANL之间跨接一个120欧姆的终端电阻，即可接入高速CAN总线网络。
所述的低速CAN总线模块由NXP公司的 LPC2929FBD144 片上CAN1控制器和广州致远电子股份有限公司的隔离CAN收发器CTM1054T组成，支持125Kbps的数据通信，实现与低速CAN总线网络的连接，如图5所示。具体为通过CAN收发器CTM1054T的引脚TXD、RXD与主控模块的引脚CAN1_TXD、CAN1_RXD电气连接，CAN收发器CTM1054T的引脚CANH、CANL之间跨接一个120欧姆的终端电阻，即可接入低速CAN总线网络。
所述的LIN总线模块由NXP公司的 LPC2929FBD144 片上LIN1控制器和NXP公司的LIN收发器TJA1021组成，支持20Kbps的数据通信，实现与LIN总线网络的连接，如图6所示。具体为通过LIN收发器TJA1021的引脚TXD、RXD、WAKE_N分别与主控模块的LIN1_TXD、LIN1_RXD、GPIO1_7电气连接，LIN收发器TJA1021的引脚LIN直接接入LIN总线网络。
本实用新型的工作流程如图7所示。源网络将报文发送至网关对应总线模块，网关主控模块通过报文滤波后将数据暂存到主控模块相应的数据缓存区，然后主控模块将需要转发或转换的数据从数据缓存区取出并发送到目标总线网络。具体为主控模块设计有超高速CAN、高速CAN、低速CAN和LIN总线对应的数据缓存SCAN_BUF、HCAN_BUF、LCAN_BUF、LIN_BUF，通过监测某个缓存区中存在有效数据时，便取出相应的数据进行转发或转换，并发往目标网络。
Claims (2)
1.一种LIN总线与多CAN总线通信网关，其特征在于：采用模块化设计，包括主控模块、超高速CAN总线模块、高速CAN总线模块、低速CAN总线模块以及LIN总线模块；其中主控模块采用LPC2929FBD144芯片；超高速CAN总线网络模块由CAN FD控制器MCP2517FD和CAN收发器ATA6563组成，与主控模块相连，实现超高速CAN总线子网的连接；高速CAN总线模块由LPC2929FBD144片上CAN0控制器和隔离CAN收发器CTM1050T组成，与主控模块相连，实现与高速CAN总线网络的连接；低速CAN总线模块由LPC2929FBD144片上CAN1控制器和隔离CAN收发器CTM1054T组成，与主控模块相连，实现与低速CAN总线网络的连接；所述的LIN总线模块由LPC2929FBD144片上LIN1控制器和LIN收发器TJA1021组成，实现与LIN总线网络的连接。
2.根据权利要求1所述的一种LIN总线与多CAN总线通信网关，其特征在于：主控模块采用NXP公司的LPC2929FBD144芯片，其通过SPI总线与超高速CAN总线模块、片上CAN0控制器与高速CAN总线模块、片上CAN1控制器与低速CAN总线模块以及片上LIN1控制器与LIN总线模块连接，实现超高速、高速、低速CAN和LIN网络之间的报文转发和协议转换，从而在不同网络之间实现数据共享。
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| CN110247958A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-09-17 | 厦门理工学院 | 一种考虑计算和网络协同的车载can fd信号打包方法 |
| CN113110081A (zh) * | 2021-04-15 | 2021-07-13 | 泉州文学士信息科技有限公司 | 一种建筑各类智能化设备通信指令传输控制装置 |
| CN116418888A (zh) * | 2023-04-04 | 2023-07-11 | 惠州市乐亿通科技有限公司 | 一种多协议通信转换系统及装置 |
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