專利名稱：Can總線與高速智能統(tǒng)一總線的直接接口方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種總線接口方法，特別涉及一種CAN總線與高速智能統(tǒng)一總線的 直接接口方法。
背景技術(shù)：
CAN總線以其接線簡(jiǎn)單、采用數(shù)字傳輸、具有兼容現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的能力和很強(qiáng)的實(shí) 時(shí)性，使得其在汽車工業(yè)、航空工業(yè)、樓宇自動(dòng)化、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。隨 著航空電子系統(tǒng)的發(fā)展，系統(tǒng)的集成規(guī)模越來(lái)越大，各子系統(tǒng)的分工協(xié)作集中體現(xiàn)在總 線接口通信和功能運(yùn)算上，從而要求海量傳感器信息、圖像信息能夠通過(guò)高速智能統(tǒng)一 總線實(shí)現(xiàn)信息的高速共享，則迫切要求傳輸速度最高IMbps的CAN總線與萬(wàn)兆位的高速 智能統(tǒng)一總線能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享，而目前CAN總線本身無(wú)法直接與高速統(tǒng)一智能總線相 連接。
現(xiàn)有的CAN與高速總線的接口方式都是通過(guò)PC機(jī)、DSP、ARM、PC104、單片機(jī)等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
文獻(xiàn)“基于ARM的CAN-以太網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，上海電力學(xué)院學(xué)報(bào)，2010年 4月，Vol26，No.2”公開了一種CAN總線與以太網(wǎng)的接口方法，該方法首先采用ARM 處理器將CAN控制器和以太網(wǎng)控制器互聯(lián)起來(lái)；然后通過(guò)ARM處理器初始化配置CAN 控制器和以太網(wǎng)控制器；最后基于ARM處理器，采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)原理，實(shí)現(xiàn)CAN總線數(shù) 據(jù)的收發(fā)和以太網(wǎng)總線數(shù)據(jù)的收發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)CAN總線和lO/lOOMbase以太網(wǎng)的互聯(lián)。 該方法實(shí)現(xiàn)了 CAN總線數(shù)據(jù)接入以太網(wǎng)的問(wèn)題，但該方案數(shù)據(jù)必須經(jīng)由ARM系統(tǒng)讀入 讀出，屬于CAN與以太網(wǎng)的間接連接方法，仍沒(méi)有解決CAN與高速智能統(tǒng)一總線的直接 接口問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的CAN總線無(wú)法直接接入高速智能統(tǒng)一總線的問(wèn)題，本發(fā)明提供 一種CAN總線與高速智能統(tǒng)一總線的直接接口方法。該方法采用高速串并轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)高速 智能統(tǒng)一總線數(shù)據(jù)的高速串并轉(zhuǎn)換，采用低速邏輯器件配置高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議，采 用高速雙端口 SRAM進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存，采用高速監(jiān)視單元對(duì)高速雙端口 SRAM的讀寫時(shí)鐘 進(jìn)行智能切換，采用CAN控制器的數(shù)據(jù)端口和高速智能統(tǒng)一總線的數(shù)據(jù)端口直接相接的 方法與CAN總線直接交互數(shù)據(jù)，以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)CAN總線與高速智能統(tǒng)一總線的直接接
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，一種CAN總線與高速智能統(tǒng)一總線 的直接接口方法，其特點(diǎn)包括以下步驟
DCAN總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為高速智能統(tǒng)一總線數(shù)據(jù)。
采用CAN總線收發(fā)器對(duì)CAN網(wǎng)絡(luò)上的信號(hào)進(jìn)行電平格式調(diào)整，將CANH和 CANL差分信號(hào)轉(zhuǎn)化成CANRX信號(hào)，然后將CANRX信號(hào)輸入給CAN控制器。CAN控制器將對(duì)CANRX信號(hào)按照CAN總線協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼，并將接收到的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù) 端口傳遞給高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議單元。高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議單元對(duì)CAN總線解碼后 的數(shù)據(jù)按照預(yù)先配置的總線協(xié)議進(jìn)行編碼，并將編碼后的數(shù)據(jù)以低速時(shí)鐘寫入高速雙端 口 SRAM中的固定區(qū)域，并通知高速監(jiān)視單元。高速監(jiān)視單元在智能總線停止向高速雙 端口 SRAM中寫數(shù)據(jù)時(shí)，首先將高速雙端口 SRAM的讀寫時(shí)鐘切換成高速時(shí)鐘，然后觸 發(fā)高速串并轉(zhuǎn)換單元讀取高速雙端口 SRAM中的數(shù)據(jù)。高速串并轉(zhuǎn)換單元讀取數(shù)據(jù)后， 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換，之后將數(shù)據(jù)耦合到光纖上直接發(fā)送。
2)高速智能統(tǒng)一總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為CAN總線數(shù)據(jù)。
采用高速串并轉(zhuǎn)換單元對(duì)高速智能統(tǒng)一總線網(wǎng)絡(luò)上的信號(hào)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，然后 以高速時(shí)鐘將接收到的數(shù)據(jù)寫入雙端口 SRAM中的固定區(qū)域，并通知高速監(jiān)視單元。高 速監(jiān)視單元在高速串并轉(zhuǎn)換停止向高速雙端口 SRAM中寫數(shù)據(jù)時(shí)，將高速雙端口 SRAM 的時(shí)鐘切換到低速時(shí)鐘，并觸發(fā)高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議單元對(duì)數(shù)據(jù)的讀取。高速智能統(tǒng) 一總線協(xié)議單元接收到觸發(fā)之后，將高速雙端口 SRAM中的數(shù)據(jù)讀出，并按照預(yù)先配置 的總線協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)幀解碼和有效數(shù)據(jù)提取，然后將提取的數(shù)據(jù)交付CAN總線控制器。 CAN總線控制器首先偵聽總線狀態(tài)，在空閑時(shí)，將交付的數(shù)據(jù)按照CAN總線協(xié)議編碼后 傳遞給CAN收發(fā)器。CAN收發(fā)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行電平格式調(diào)整之后，將數(shù)據(jù)耦合到CAN網(wǎng) 絡(luò)上進(jìn)行發(fā)送。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明在解決其問(wèn)題的同時(shí)，首先基于高速智能統(tǒng)一總 線協(xié)議的靈活配置特性，實(shí)現(xiàn)了 CAN總線與其他總線的方便互聯(lián)；再次減少了總線大規(guī) ?；ヂ?lián)的總線介質(zhì)的數(shù)量；由于只在與高速智能統(tǒng)一總線相接的高速雙端口 SRAM、高 速串并轉(zhuǎn)換單元、高速監(jiān)視單元采用甚高頻器件，而其余部分可采用常規(guī)器件，從而減 少了系統(tǒng)的功耗、代價(jià)開銷。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是CAN總線與高速智能統(tǒng)一總線的直接接口結(jié)構(gòu)圖。
圖2是CAN總線轉(zhuǎn)高速智能統(tǒng)一總線圖。
圖3是高速智能統(tǒng)一總線轉(zhuǎn)CAN總線圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1 3，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
本發(fā)明中涉及的CAN總線收發(fā)器可采用TJA1040，CAN總線控制器可基于 FPGA實(shí)現(xiàn)，也可采用帶CAN控制器的DSP、ARM、單片機(jī)或獨(dú)立CAN控制器SJA1000實(shí)現(xiàn)；高速雙端口 RAM采用IDT70V3079;高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議單元基于低速邏輯器 件實(shí)現(xiàn)，如EPC12系列FPGA;高速監(jiān)視單元采用高速邏輯器件實(shí)現(xiàn)，如Hittite公司的 高速邏輯器件；高速串并轉(zhuǎn)換單元可采用BCM8152實(shí)現(xiàn)IOGbps的數(shù)據(jù)收發(fā)速度。通過(guò) 編寫CAN控制器配置程序、高速串并轉(zhuǎn)換單元配置程序使得CAN總線和高速串并轉(zhuǎn)換 單元可獨(dú)立工作；通過(guò)在高速邏輯器件內(nèi)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘切換單元、高速監(jiān)視單元使得雙端口 SRAM的時(shí)鐘可智能切換。
本發(fā)明主要包括CAN總線接收數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)交付高速智能統(tǒng)一總線的發(fā)送過(guò) 程；高速智能統(tǒng)一總線接收數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)交付CAN總線的接收過(guò)程。
發(fā)送過(guò)程采用CAN總線收發(fā)器對(duì)CAN網(wǎng)絡(luò)上的信號(hào)進(jìn)行電平格式調(diào)整，然 后將結(jié)果輸入給CAN控制器。CAN控制器將輸入按照CAN總線協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼，并 將接收到的數(shù)據(jù)傳遞給高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議單元。高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議單元對(duì)CAN 總線解碼后的數(shù)據(jù)按照預(yù)先配置的總線協(xié)議進(jìn)行編碼，并將編碼后的數(shù)據(jù)以低速時(shí)鐘寫 入高速雙端口 SRAM中的固定區(qū)域，并通知高速監(jiān)視單元。高速監(jiān)視單元在智能總線停 止向高速雙端口 SRAM中寫數(shù)據(jù)時(shí)，首先將高速雙端口 SRAM的讀寫時(shí)鐘切換成高速時(shí) 鐘，然后觸發(fā)高速串并轉(zhuǎn)換單元讀取高速雙端口 SRAM中的數(shù)據(jù)。高速串并轉(zhuǎn)換單元讀 取數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換，之后將數(shù)據(jù)耦合到光纖上進(jìn)行發(fā)送。
接收過(guò)程采用高速串并轉(zhuǎn)換單元對(duì)高速智能統(tǒng)一總線網(wǎng)絡(luò)上的信號(hào)進(jìn)行串并 轉(zhuǎn)換，然后以高速時(shí)鐘將接收到的數(shù)據(jù)寫入雙端口 SRAM中的固定區(qū)域，并通知高速監(jiān) 視單元。高速監(jiān)視單元在高速串并轉(zhuǎn)換停止向高速雙端口 SRAM中寫數(shù)據(jù)時(shí)，將高速雙 端口 SRAM的時(shí)鐘切換到低速時(shí)鐘，并觸發(fā)高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議單元對(duì)數(shù)據(jù)的讀取。 高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議單元接收到觸發(fā)之后，將高速雙端口 SRAM中的數(shù)據(jù)讀出，并按 照預(yù)先配置的總線協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)幀解碼和載荷數(shù)據(jù)提取，然后將提取的數(shù)據(jù)交付CAN總 線控制器。CAN總線將交付的數(shù)據(jù)按照CAN總線協(xié)議編碼后傳遞給CAN收發(fā)器。CAN 收發(fā)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行電平格式調(diào)整之后，將數(shù)據(jù)耦合到CAN網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行發(fā)送。
本發(fā)明在解決其問(wèn)題的同時(shí)，首先基于高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議的靈活配置特 性，實(shí)現(xiàn)了 CAN與其他總線的方便互聯(lián)；再次將多種總線介質(zhì)合并成為一束光纖，減少 了總線大規(guī)?；ヂ?lián)的總線介質(zhì)的數(shù)量；再次由于只在與高速智能統(tǒng)一總線相接的高速雙 端口 SRAM、高速串并轉(zhuǎn)換單元、高速監(jiān)視單元采用甚高頻器件，而其余部分可采用常 規(guī)器件，從而減少了系統(tǒng)的功耗、代價(jià)開銷。
權(quán)利要求
1. 一種CAN總線與高速智能統(tǒng)一總線的直接接口方法，其特征在于包括以下步驟(a)采用CAN總線收發(fā)器對(duì)CAN網(wǎng)絡(luò)上的信號(hào)進(jìn)行電平格式調(diào)整，將CANH和 CANL差分信號(hào)轉(zhuǎn)化成CANRX信號(hào)，然后將CANRX信號(hào)輸入給CAN控制器；CAN 控制器對(duì)CANRX信號(hào)按照CAN總線協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼，并將接收到的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)端 口傳遞給高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議單元；高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議單元對(duì)CAN總線解碼后的 數(shù)據(jù)按照預(yù)先配置的總線協(xié)議進(jìn)行編碼，并將編碼后的數(shù)據(jù)以低速時(shí)鐘寫入高速雙端口 SRAM中的固定區(qū)域，并通知高速監(jiān)視單元；高速監(jiān)視單元在智能總線停止向高速雙端 口 SRAM中寫數(shù)據(jù)時(shí)，首先將高速雙端口 SRAM的讀寫時(shí)鐘切換成高速時(shí)鐘，然后觸發(fā) 高速串并轉(zhuǎn)換單元讀取高速雙端口 SRAM中的數(shù)據(jù)；高速串并轉(zhuǎn)換單元讀取數(shù)據(jù)后，對(duì) 數(shù)據(jù)進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換，之后將數(shù)據(jù)耦合到光纖上直接發(fā)送；(b)采用高速串并轉(zhuǎn)換單元對(duì)高速智能統(tǒng)一總線網(wǎng)絡(luò)上的信號(hào)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，然后 以高速時(shí)鐘將接收到的數(shù)據(jù)寫入雙端口 SRAM中的固定區(qū)域，并通知高速監(jiān)視單元；高 速監(jiān)視單元在高速串并轉(zhuǎn)換停止向高速雙端口 SRAM中寫數(shù)據(jù)時(shí)，將高速雙端口 SRAM 的時(shí)鐘切換到低速時(shí)鐘，并觸發(fā)高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議單元對(duì)數(shù)據(jù)的讀取；高速智能統(tǒng) 一總線協(xié)議單元接收到觸發(fā)之后，將高速雙端口 SRAM中的數(shù)據(jù)讀出，并按照預(yù)先配置 的總線協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)幀解碼和載荷數(shù)據(jù)提取，然后將提取的數(shù)據(jù)交付CAN總線控制器； CAN總線控制器將交付的數(shù)據(jù)按照CAN總線協(xié)議編碼后傳遞給CAN收發(fā)器；CAN收發(fā) 器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行電平格式調(diào)整之后，將數(shù)據(jù)耦合到CAN網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行發(fā)送。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種CAN總線與高速智能統(tǒng)一總線的直接接口方法，用于解決現(xiàn)有的CAN總線無(wú)法直接接入高速智能統(tǒng)一總線的技術(shù)問(wèn)題。技術(shù)方案是采用高速串并轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)高速智能統(tǒng)一總線數(shù)據(jù)的高速串并轉(zhuǎn)換，采用低速邏輯器件配置高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議，采用高速雙端口SRAM進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存，采用高速監(jiān)視單元對(duì)高速雙端口SRAM的讀寫時(shí)鐘進(jìn)行智能切換，采用CAN控制器的數(shù)據(jù)端口和高速智能統(tǒng)一總線的數(shù)據(jù)端口直接相接的方法與CAN總線直接交互數(shù)據(jù)，以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)CAN與高速智能統(tǒng)一總線的直接接口。CAN總線與智能總線的接口在解決其問(wèn)題的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了CAN總線方便靈活地與其他總線之間的互聯(lián)，減少了系統(tǒng)互聯(lián)的總線介質(zhì)數(shù)量和系統(tǒng)功耗。
文檔編號(hào)G06F13/38GK102023951SQ20101057807
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者史忠科, 王闖, 辛琪 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)