專(zhuān)利名稱(chēng)：Can總線長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)處理卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
CAN總線長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)處理卡技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于信息處理電子領(lǐng)域，尤其涉及電子信息系統(tǒng)中所需的CAN總線長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)處理卡。
背景技術(shù)：
[0002]目前在電子信息系統(tǒng)中，特別是在車(chē)輛電子信息系統(tǒng)中，CAN總線技術(shù)得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，而現(xiàn)有技術(shù)只局限于在CAN總線上傳輸短幀數(shù)據(jù)，通過(guò)CAN總線連接的計(jì)算機(jī)和外部設(shè)備之間則很難進(jìn)行長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)的傳輸。如需進(jìn)行長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)傳輸，目前的解決方案多是在應(yīng)用層進(jìn)行處理，將長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)通過(guò)應(yīng)用層軟件進(jìn)行拆分，為了保證拆分后數(shù)據(jù)包的同一性，必須給拆分后的每一幀數(shù)據(jù)加上時(shí)標(biāo)。該方法最大的缺點(diǎn)是通用性差、實(shí)時(shí)性不強(qiáng)、 會(huì)過(guò)多占用有限的CPU資源。隨著對(duì)電子信息系統(tǒng)外部設(shè)備量的增多、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的增加、數(shù)據(jù)處理實(shí)時(shí)性要求的提高，現(xiàn)有的處理方法很難滿(mǎn)足要求。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種CAN總線長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)處理卡，該卡可解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法通過(guò)CAN總線進(jìn)行長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的問(wèn)題，適合于各種電子信息系統(tǒng)，特別是車(chē)輛電子信息系統(tǒng)，具有通用性強(qiáng)、實(shí)時(shí)性高、節(jié)約計(jì)算機(jī)資源等特點(diǎn)。·[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下[0005]一種CAN總線長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)處理卡，采用即插即用的以DSP作為核心處理器的PCI卡， 所述的PCI卡上包括DSP芯片、PCI轉(zhuǎn)換器、CAN收發(fā)器、FLASH芯片、雙端口 RAM ；[0006]所述的CAN總線長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)處理卡，其中，DSP芯片、雙端口 RAM、FLASH存儲(chǔ)器、CAN 收發(fā)器、PCI轉(zhuǎn)換器通過(guò)DSP外圍總線相連接；[0007]所述的CAN總線長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)處理卡，其中，PCI轉(zhuǎn)換器通過(guò)PCI總線與計(jì)算機(jī)主機(jī)相連接，并向主機(jī)系統(tǒng)提交數(shù)據(jù)以及接收主機(jī)系統(tǒng)的下發(fā)數(shù)據(jù)；雙端口 RAM、FLASH存儲(chǔ)器存儲(chǔ)DSP運(yùn)算中的中間數(shù)據(jù)；CAN收發(fā)器用于和CAN總線連接，進(jìn)行CAN總線上數(shù)據(jù)的收發(fā)； DSP用于控制系統(tǒng)內(nèi)部各部分的工作，同時(shí)，長(zhǎng)幀傳輸?shù)母鞣N控制程序也都在DSP中實(shí)現(xiàn)。[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供了一種CAN總線長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)傳輸裝置，計(jì)算機(jī)可通過(guò)本實(shí)用新型在CAN總線上進(jìn)行長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)收發(fā)，適合于各種軍用電子信息系統(tǒng)，特別是車(chē)輛電子信息系統(tǒng)中使用，具有使用方便、擴(kuò)展性好、實(shí)時(shí)性高等特點(diǎn)。


[0009]圖I為本實(shí)用新型CAN總線長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)處理卡的結(jié)構(gòu)圖；具體實(shí)施方式
[0010]
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。[0011]本實(shí)用新型CAN總線長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)處理卡100，如圖I所示，包括DSP芯片10UPCI轉(zhuǎn)換器 102、CAN 收發(fā)器 103、FLASH 芯片 104、雙端口 RAM105。[0012]所述的CAN總線長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)處理卡，其中，DSP芯片、雙端口 RAM、FLASH存儲(chǔ)器、CAN 收發(fā)器、PCI轉(zhuǎn)換器通過(guò)DSP外圍總線相連接；[0013]所述的CAN總線長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)處理卡，其中，PCI轉(zhuǎn)換器通過(guò)CPI總線與計(jì)算機(jī)主機(jī)相連接，并向主機(jī)系統(tǒng)提交數(shù)據(jù)以及接收主機(jī)系統(tǒng)的下發(fā)數(shù)據(jù)；雙端口 RAM、FLASH存儲(chǔ)器存儲(chǔ)DSP運(yùn)算中的中間數(shù)據(jù)；CAN收發(fā)器用于和CAN總線連接，進(jìn)行CAN總線上數(shù)據(jù)的收發(fā)； DSP用于控制系統(tǒng)內(nèi)部各部分的工作，同時(shí)，長(zhǎng)幀傳輸?shù)母鞣N控制程序也都在DSP中實(shí)現(xiàn)。[0014]本實(shí)用新型CAN總線通信底層采用CAN2. OB協(xié)議規(guī)范。幀協(xié)議采用CAN擴(kuò)展幀。 由于CAN本身是一個(gè)底層協(xié)議，僅詳細(xì)定義了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，本身并不完整。很多復(fù)雜的應(yīng)用問(wèn)題需要更高層次的定義來(lái)解決。比如，CAN數(shù)據(jù)幀一次最多只能傳輸8字節(jié)，而不能傳輸大于8字節(jié)的長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)。因此，本實(shí)用新型應(yīng)用層協(xié)議選用SAE J1939。[0015]本實(shí)用新型可以應(yīng)用在軍用電子信息系統(tǒng)，特別是車(chē)輛電子信息系統(tǒng)，采用如附圖I所示的方法進(jìn)行連接，多個(gè)計(jì)算機(jī)通過(guò)CAN總線連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸采用步驟如下[0016]步驟I :將長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)處理卡通過(guò)PCI總線連接到計(jì)算機(jī)上，安裝驅(qū)動(dòng)程序；[0017]步驟2 :創(chuàng)建共享內(nèi)存映射，開(kāi)辟通信緩沖區(qū)；[0018]步驟3 :通過(guò)調(diào)用DLL接口函數(shù)進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)的設(shè)置；[0019]步驟4 :廣播在線信息；[0020]步驟5 :與在線節(jié)點(diǎn)建立連接，創(chuàng)建接收線程和發(fā)送線程；具體實(shí)現(xiàn)方法為[0021]程序啟動(dòng)后，新建接收線程、分發(fā)線程、長(zhǎng)幀發(fā)送線程、長(zhǎng)幀接收線程。線程之間通過(guò)信號(hào)量進(jìn)行同步。各自的屬性為[0022]接收線程無(wú)限循環(huán)，收到數(shù)據(jù)包存到環(huán)形接收隊(duì)列，然后進(jìn)入等待。[0023]分發(fā)線程無(wú)限循環(huán)，判斷環(huán)形接收隊(duì)列是否有數(shù)，依次逐包讀取，如為短幀數(shù)據(jù)， 直接通過(guò)接口函數(shù)輸出。如為長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)首包，開(kāi)啟長(zhǎng)幀接收任務(wù)。不同源點(diǎn)開(kāi)啟不同長(zhǎng)幀接收任務(wù)，分發(fā)線程支持多源點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)的傳輸。[0024]長(zhǎng)幀發(fā)送線程無(wú)限循環(huán)，判斷環(huán)形發(fā)送隊(duì)列有數(shù)，依次逐包發(fā)送，直到發(fā)送完畢進(jìn)入等待狀態(tài)。[0025]長(zhǎng)幀接收線程單任務(wù)循環(huán)，當(dāng)分發(fā)任務(wù)收到發(fā)送請(qǐng)求幀后啟動(dòng)，分包數(shù)據(jù)全部接收完畢后，將收的數(shù)據(jù)打包，放入數(shù)據(jù)共享區(qū)，通過(guò)消息發(fā)送到應(yīng)用程序。如接收過(guò)程中發(fā)生超時(shí)，發(fā)送中斷命令，自動(dòng)退出。[0026]結(jié)合附圖3、4對(duì)本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例做進(jìn)一步描述[0027]當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送一條請(qǐng)求發(fā)送消息(TP. CM_RTS)給一個(gè)目標(biāo)地址時(shí)，連接就開(kāi)始了。請(qǐng)求發(fā)送消息包含了整個(gè)消息的字節(jié)大小，要傳送的獨(dú)立消息的數(shù)目，以及它設(shè)定的參數(shù)群編號(hào)。[0028]在一個(gè)節(jié)點(diǎn)接收到請(qǐng)求發(fā)送消息后，它可以選擇接收連接或者拒絕連接。如果選擇接收連接，響應(yīng)者將發(fā)送一條準(zhǔn)備發(fā)送消息(TP. CM_CTS)。準(zhǔn)備發(fā)送消息包含了節(jié)點(diǎn)可接收數(shù)據(jù)包的數(shù)目，和它將要接收的第一個(gè)數(shù)據(jù)包的序列編號(hào)。響應(yīng)者必須確認(rèn)自己有充足的資源來(lái)處理即將接收的這么多數(shù)目的數(shù)據(jù)包。在剛剛開(kāi)放連接的時(shí)候，數(shù)據(jù)包的序列編號(hào)是I。[0029]如果選擇拒絕連接,響應(yīng)者將發(fā)送一條放棄連接消息(TP. Conn_Abort)。連接被拒絕可以有很多種原因，例如，缺少資源、存儲(chǔ)空間等等。[0030]當(dāng)發(fā)送者(例如，RTS設(shè)備)接收到來(lái)自響應(yīng)者(例如，CTS設(shè)備)的相應(yīng)的CTS 消息，那么可以認(rèn)為已經(jīng)為發(fā)送者建立了連接。當(dāng)響應(yīng)者已經(jīng)成功傳送了它的CTS消息作為對(duì)一個(gè)RTS消息的響應(yīng)，那么可以認(rèn)為已經(jīng)為響應(yīng)者建立了連接。這些定義將用于決定什么時(shí)候需要發(fā)送連接放棄消息來(lái)關(guān)閉連接。[0031]如果響應(yīng)者收到RTS消息并決定不建立連接，那么它應(yīng)該發(fā)送一條放棄連接消息。這樣可以讓發(fā)送者轉(zhuǎn)移到一個(gè)新的連接而不必等到超時(shí)。[0032]當(dāng)連接的發(fā)送者接收到準(zhǔn)備發(fā)送消息后，數(shù)據(jù)傳輸正式開(kāi)始。其中有一種例外的情況，就是當(dāng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送了廣播公告消息(TP.CM_BAM)后開(kāi)始數(shù)據(jù)傳輸，這時(shí)，不需要使用準(zhǔn)備發(fā)送消息。[0033]在傳輸沒(méi)有錯(cuò)誤的情況下，有兩種關(guān)閉連接的情形。第一種是在發(fā)送給全局目標(biāo)地址時(shí)，第二種是在發(fā)送給一個(gè)指定目標(biāo)地址時(shí)。在第一種情形下，接收完數(shù)據(jù)后將沒(méi)有關(guān)閉連接的操作。在第二種情形下，當(dāng)接收到數(shù)據(jù)流的最后一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)，響應(yīng)者將發(fā)送一個(gè)消息結(jié)束應(yīng)答(TP. CM_EndofMsgACK)給消息的發(fā)送者。[0034]在進(jìn)行全局目標(biāo)地址傳輸時(shí)，響應(yīng)者不允許使用“放棄連接”消息。在進(jìn)行指定目標(biāo)地址傳輸時(shí)，發(fā)送者或者響應(yīng)者都可以在任何時(shí)候使用“放棄連接”消息來(lái)終止連接。[0035](兩方中的)任一方發(fā)生傳輸故障也會(huì)導(dǎo)致連接的關(guān)閉。例如，當(dāng)收到的最后一個(gè)數(shù)據(jù)包后等待下一個(gè)數(shù)據(jù)包(CTS允許有更多)的時(shí)間間隔大于(Tl)秒；當(dāng)一條CTS消息被發(fā)送后等待時(shí)間大于(T2)秒(發(fā)送者發(fā)生故障)；當(dāng)發(fā)送了一個(gè)數(shù)據(jù)包后等待CTS或者 ACK消息的時(shí)間大于(T3)秒(響應(yīng)者發(fā)生故障)；在0^(0)消息后等待下一條CTS來(lái)保持連接，但等待時(shí)間大于(T4)秒，這些都將會(huì)導(dǎo)致關(guān)閉連接發(fā)生。在實(shí)際傳輸過(guò)程中，無(wú)論發(fā)送者還是響應(yīng)者，由于某一原因(包括超時(shí))決定要關(guān)閉連接，它都應(yīng)該發(fā)出一條放棄連接消息。[0036]步驟6 :當(dāng)用戶(hù)節(jié)點(diǎn)斷開(kāi)連接時(shí)，通信服務(wù)器關(guān)閉與它的連接，并結(jié)束相應(yīng)的線程。[0037]計(jì)算機(jī)通過(guò)本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)基于CAN總線的長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)傳輸，該方法使用方便簡(jiǎn)潔，具有良好的擴(kuò)展性和數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性，適合于各種軍用電子信息系統(tǒng)，特別是車(chē)輛電子信息系統(tǒng)中使用。
權(quán)利要求1.一種CAN總線長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)處理卡，其特征在于所述CAN總線長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)處理卡包括: DSP芯片、雙端口 RAM、FLASH存儲(chǔ)器、CAN收發(fā)器、PCI轉(zhuǎn)換器；其中，PCI轉(zhuǎn)換器通過(guò)PCI 總線與計(jì)算機(jī)主機(jī)相連接，并向主機(jī)系統(tǒng)提交數(shù)據(jù)以及接收主機(jī)系統(tǒng)的下發(fā)數(shù)據(jù)；雙端口 RAM、FLASH存儲(chǔ)器存儲(chǔ)DSP運(yùn)算中的中間數(shù)據(jù)；CAN收發(fā)器用于和CAN總線連接，進(jìn)行CAN 總線上數(shù)據(jù)的收發(fā)；DSP用于控制系統(tǒng)內(nèi)部各部分的工作，同時(shí)，長(zhǎng)幀傳輸?shù)母鞣N控制程序也都在DSP中實(shí)現(xiàn)。
2.基于權(quán)利要求I所述的CAN總線長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)處理卡，其特征在于，DSP芯片、雙端口 RAM、FLASH存儲(chǔ)器、CAN收發(fā)器、PCI轉(zhuǎn)換器通過(guò)DSP外圍總線連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種CAN總線長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)處理卡。CAN總線長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)處理卡由DSP芯片、雙端口RAM、FLASH存儲(chǔ)器、CAN收發(fā)器、PCI轉(zhuǎn)換器組成。本實(shí)用新型的CAN總線長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)處理卡可實(shí)現(xiàn)在CAN總線上進(jìn)行長(zhǎng)幀數(shù)據(jù)收發(fā)，使用方便簡(jiǎn)潔，適合在各類(lèi)電子信息系統(tǒng)中使用。
文檔編號(hào)G06F13/40GK202748787SQ201220416450
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者蔡晶, 左欽文, 陳興敏, 王章捷, 段明升, 郭文思, 陳曉雷, 鐘鳴, 劉曉宏, 郭敦俊 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍63973部隊(duì)