基于VxWorks操作系統(tǒng)環(huán)境下的CAN總線驅(qū)動(dòng)方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于VxWorks操作系統(tǒng)環(huán)境下的CAN總線驅(qū)動(dòng)方法，初始化CAN設(shè)備，對(duì)CAN設(shè)備寄存器進(jìn)行配置，啟動(dòng)參數(shù)配置和郵箱配置和使能中斷；為每個(gè)節(jié)點(diǎn)配置唯一的ID；為與主板通信的M塊從板,建立M個(gè)虛擬設(shè)備及一個(gè)廣播設(shè)備,為每個(gè)虛擬設(shè)備及廣播設(shè)備建立與之對(duì)應(yīng)的接收buff和發(fā)送buff,使虛擬設(shè)備與目的通訊節(jié)點(diǎn)形成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；當(dāng)主板要進(jìn)行通信時(shí),先執(zhí)行鏈路探測(cè),建立發(fā)送節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的鏈路;每個(gè)通節(jié)點(diǎn)間發(fā)出的報(bào)文都配有唯一的報(bào)文ID，中斷處理過(guò)濾報(bào)文ID，將報(bào)文發(fā)送至指定的目的節(jié)點(diǎn)，形成節(jié)點(diǎn)間的通信。本發(fā)明的有益效果是為上層軟件CAN通訊開發(fā)提供統(tǒng)一接口,上層軟件和驅(qū)動(dòng)層不會(huì)產(chǎn)生耦合問(wèn)題降低了上層開發(fā)人員CAN通訊開發(fā)的難度。
【專利說(shuō)明】基于VxWorks操作系統(tǒng)環(huán)境下的CAN總線驅(qū)動(dòng)方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】 [0001] 本發(fā)明涉及VxWorks操作系統(tǒng)，特別是涉及基于VxWorks操 作系統(tǒng)環(huán)境下的CAN總線驅(qū)動(dòng)方法及系統(tǒng)。
[0002]

【背景技術(shù)】 目前，美國(guó)風(fēng)河公司的VxWorks操作系統(tǒng)并沒(méi)有提供標(biāo)準(zhǔn)的 CAN(Controller Area Network)總線驅(qū)動(dòng)開發(fā)模型，基于VxWorks操作系統(tǒng)，現(xiàn)有技術(shù)CAN 驅(qū)動(dòng)主要采用單片機(jī)的CAN驅(qū)動(dòng)方法和VxWorks傳統(tǒng)1/0設(shè)備驅(qū)動(dòng)方法。
[0003] 參見圖12,現(xiàn)有技術(shù)利用單片機(jī)的CAN驅(qū)動(dòng)開發(fā)，需要進(jìn)行如下工作： (1) 編寫自定義的接收、發(fā)送緩存； (2) CAN寄存器配置，中斷收、發(fā)、異常處理； (3) 編寫提供給上層軟件的接口。
[0004] 這種方法缺陷在于提供給上層軟件的接口不統(tǒng)一，是非標(biāo)準(zhǔn)接口；應(yīng)用層和驅(qū)動(dòng) 層代碼耦合嚴(yán)重，不利于代碼維護(hù)；自定義的緩存管理，穩(wěn)定性和效率缺失。
[0005] 參見圖13,現(xiàn)有技術(shù)采用VxWorks傳統(tǒng)1/0設(shè)備驅(qū)動(dòng)開發(fā)，驅(qū)動(dòng)開發(fā)人員開發(fā)要 完成如下工作： (1) 編寫提供給應(yīng)用層的接口； (2) 在傳統(tǒng)1/0設(shè)備驅(qū)動(dòng)開發(fā)模型下的數(shù)據(jù)處理； (3) 中斷處理和系統(tǒng)緩存的關(guān)聯(lián)。
[0006] 這種方法同存在提供給上層軟件的接口不統(tǒng)一，非標(biāo)準(zhǔn)接口；應(yīng)用層和驅(qū)動(dòng)層代 碼耦合嚴(yán)重，不利于代碼維護(hù)的問(wèn)題，同時(shí)需要進(jìn)行CAN相關(guān)參數(shù)配置，增加了上層軟件 CAN通訊開發(fā)的復(fù)雜性。


【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出 一種基于VxWorks操作系統(tǒng)環(huán)境下的CAN總線驅(qū)動(dòng)方法，解決現(xiàn)有技術(shù)的CAN總線驅(qū)動(dòng)方 法中存在提供給上層軟件的接口不統(tǒng)一、應(yīng)用層和驅(qū)動(dòng)層代碼耦合嚴(yán)重等問(wèn)題。
[0008] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題而提出的技術(shù)方案是： 提出一種基于VxWorks操作系統(tǒng)環(huán)境下的CAN總線驅(qū)動(dòng)方法，初始化CAN設(shè)備，對(duì)CAN 設(shè)備寄存器進(jìn)行配置，啟動(dòng)參數(shù)配置和郵箱配置和使能中斷；為每個(gè)節(jié)點(diǎn)配置唯一的ID ; 為與主板通信的Μ塊從板，建立Μ個(gè)虛擬設(shè)備及一個(gè)廣播設(shè)備，為每個(gè)虛擬設(shè)備及廣 播設(shè)備建立與之對(duì)應(yīng)的接收buff和發(fā)送buff，使虛擬設(shè)備與目的通訊節(jié)點(diǎn)形成--對(duì)應(yīng) 關(guān)系； 當(dāng)主板要進(jìn)行通信時(shí)，先執(zhí)行鏈路探測(cè)，建立發(fā)送節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的鏈路； 每個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的報(bào)文都配有唯一的報(bào)文ID，所述報(bào)文ID中包含有目的節(jié)點(diǎn)ID和發(fā)文 節(jié)點(diǎn)ID，中斷處理過(guò)濾報(bào)文ID，將報(bào)文發(fā)送至指定的目的節(jié)點(diǎn)，形成節(jié)點(diǎn)間的通信； 將虛擬設(shè)備名、CAN設(shè)備參數(shù)配置信息提供給應(yīng)用層。 所述執(zhí)行鏈路探測(cè)包括步驟：由發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)遠(yuǎn)程幀后，等待接收對(duì)方的 回復(fù)；接收數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)接收到遠(yuǎn)程幀后，發(fā)送回復(fù)；發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)接收到對(duì)方的回復(fù)后， 鏈路建立。
[0009] 當(dāng)中斷狀態(tài)顯示通訊異常時(shí)，中斷處理會(huì)進(jìn)行異常處理，將當(dāng)前CAN設(shè)備的鏈路 狀態(tài)發(fā)送到上層軟件。
[0010] 各所述虛擬設(shè)備只接收與之對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的從板發(fā)過(guò)來(lái)的報(bào)文；所述從板只接受包 含自身ID的報(bào)文和廣播ID報(bào)文。
[0011] 所述主板通過(guò)調(diào)用編制接口 wirte或read函數(shù)與從板進(jìn)行通信。
[0012] 所述CAN設(shè)備參數(shù)配置信息包括本地ID設(shè)置、波特率設(shè)置、鏈路探測(cè)和鏈路狀態(tài) 獲取。
[0013] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題還提出的技術(shù)方案是： 設(shè)計(jì)一種基于VxWorks操作系統(tǒng)環(huán)境下的CAN總線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括主板、CAN設(shè)備，和 與CAN設(shè)備對(duì)應(yīng)且與主板通信的從板，其特征在于：CAN設(shè)備初始化時(shí)，配置CAN設(shè)備寄存 器，啟動(dòng)參數(shù)配置和郵箱配置及使能中斷，每個(gè)節(jié)點(diǎn)配置有唯一的ID ;假設(shè)有Μ塊從板與主 板通信，Μ塊從板對(duì)應(yīng)配置有Μ個(gè)虛擬設(shè)備和一個(gè)廣播設(shè)備；每個(gè)虛擬設(shè)備及廣播設(shè)備建立 有與之對(duì)應(yīng)的接收buff和發(fā)送buff，虛擬設(shè)備與目的通訊節(jié)點(diǎn)形成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；主板 要進(jìn)行通信時(shí)，先執(zhí)行鏈路探測(cè)，建立發(fā)送節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的鏈路；每個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的 報(bào)文都配有唯一的報(bào)文ID，所述報(bào)文ID中包含有目的節(jié)點(diǎn)ID和發(fā)文節(jié)點(diǎn)ID，中斷處理過(guò) 濾報(bào)文ID，報(bào)文被發(fā)送至指定的目的節(jié)點(diǎn)，形成節(jié)點(diǎn)間的通信；虛擬設(shè)備名、CAN設(shè)備參數(shù) 配置信息被提供給應(yīng)用層。
[0014] 同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益效果是：1.每塊從板都配置了相應(yīng)的虛擬設(shè) 備，與主板通信，為上層軟件CAN通訊開發(fā)提供統(tǒng)一接口，上層軟件和驅(qū)動(dòng)層不會(huì)產(chǎn)生耦合 問(wèn)題，2.采用鏈路探測(cè)的心跳功能，提高了通訊過(guò)程的穩(wěn)定性，使上層軟件維護(hù)鏈路更加 方便，為設(shè)備間通訊提供了高效、穩(wěn)定CAN通訊；降低了上層開發(fā)人員CAN通訊開發(fā)的難 度。
[0015]

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】 圖1是本發(fā)明基于VxWorks操作系統(tǒng)環(huán)境下的CAN總線驅(qū)動(dòng)方法之優(yōu)選實(shí)施例的邏輯 結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是所述優(yōu)選實(shí)施例中CAN設(shè)備初始化的流程圖； 圖3是所述優(yōu)選實(shí)施例中主從設(shè)備建立一一對(duì)應(yīng)關(guān)系的示意圖； 圖4是所述優(yōu)選實(shí)施例之中斷處理的工作流程示意圖； 圖5是所述優(yōu)選實(shí)施例中CPU板CAN設(shè)備名稱表； 圖6是所述優(yōu)選實(shí)施例中SP板(從板）CAN設(shè)備名稱表； 圖7是所述優(yōu)選實(shí)施例中基于鏈路探測(cè)的心跳檢測(cè)功能； 圖8是所述優(yōu)選實(shí)施中CPU板進(jìn)行通信時(shí)，進(jìn)行CAN設(shè)備初始化流程示意圖； 圖9是所述優(yōu)選實(shí)施中SP進(jìn)行CAN設(shè)備初始化流程示意圖； 圖10是所述優(yōu)選實(shí)施例中主板與多從板進(jìn)行通信工作示意圖； 圖11是所述優(yōu)選實(shí)施例中廣播設(shè)備與多從板進(jìn)行通信工作示意圖； 圖12是現(xiàn)有技術(shù)利用單片機(jī)的CAN驅(qū)動(dòng)開發(fā)工作模型； 圖13是現(xiàn)有技術(shù)利用VxWorks傳統(tǒng)I/O設(shè)備驅(qū)動(dòng)方法工作模型。。
[0016]

【具體實(shí)施方式】 下面，結(jié)合附圖所示之各優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0017] 參見圖1至9,本發(fā)明之優(yōu)選實(shí)施例是設(shè)計(jì)一種基于VxWorks操作系統(tǒng)環(huán)境下下 CAN總線驅(qū)動(dòng)方法及系統(tǒng)，先進(jìn)行板級(jí)支持包BSP (Board Support Package)的設(shè)定： 參見圖2，初始化CAN設(shè)備，對(duì)CAN設(shè)備寄存器進(jìn)行配置，啟動(dòng)參數(shù)配置和郵箱配置和使 能中斷；為每個(gè)節(jié)點(diǎn)配置唯一的ID。
[0018] 參見圖3,為與主板通信的Μ塊從板，建立Μ個(gè)虛擬設(shè)備及一個(gè)廣播設(shè)備，為每個(gè) 虛擬設(shè)備及廣播設(shè)備建立與之對(duì)應(yīng)的接收buff和發(fā)送buff，使虛擬設(shè)備與目的通訊節(jié)點(diǎn) 形成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；當(dāng)主板要進(jìn)行通信時(shí)，先執(zhí)行鏈路探測(cè)，建立發(fā)送節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的 鏈路，即由發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)遠(yuǎn)程幀后，等待接收對(duì)方的回復(fù)；發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)接收 到對(duì)方的回復(fù)后，鏈路建立，過(guò)程正如圖7所示。
[0019] 每個(gè)通節(jié)點(diǎn)間發(fā)出的報(bào)文都配有唯一的報(bào)文ID，所述報(bào)文ID包含了有目的節(jié)點(diǎn) ID和發(fā)文節(jié)點(diǎn)ID的，中斷處理過(guò)濾報(bào)文ID，將報(bào)文發(fā)送至指定的目的節(jié)點(diǎn)，形成節(jié)點(diǎn)間的 通信，也即主板的各虛擬設(shè)備只接收與之對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的從板發(fā)過(guò)來(lái)的報(bào)文，而所述從板只接 受包含自身ID的報(bào)文和廣播ID報(bào)文。
[0020] 參見圖4,當(dāng)中斷狀態(tài)顯示通訊異常時(shí)，中斷處理還進(jìn)行異常處理，將當(dāng)前CAN設(shè) 備的鏈路狀態(tài)發(fā)送到上層軟件。
[0021] 將虛擬設(shè)備名、CAN設(shè)備參數(shù)配置信息提供給應(yīng)用層，形成類似圖5和圖6的信息 記錄表；所述CAN設(shè)備參數(shù)配置信息包括本地ID設(shè)置、波特率設(shè)置、鏈路探測(cè)和鏈路狀態(tài)獲 取。
[0022] 參見圖8至圖11基于上述設(shè)定，上層軟件進(jìn)行CAN通訊開發(fā)，首先初始化CAN設(shè) 備，如圖7和圖6所示，主、從板分別打開設(shè)備名、設(shè)置本地ID，設(shè)置波特率，并且實(shí)施鏈路探 測(cè)。
[0023] 參見圖10,所述主板通過(guò)調(diào)用編制接口 wirte或read函數(shù)與從板進(jìn)行通信。當(dāng) 主板對(duì)多個(gè)從板進(jìn)行通訊的建立時(shí)，主板打開要通信的設(shè)備名，設(shè)置本地ID，設(shè)置波特率， 實(shí)施鏈路探測(cè)，鏈路建立后，所述主板是通過(guò)調(diào)用編制接口 wirte或read函數(shù)與從板進(jìn)行 通信然后通過(guò)在對(duì)應(yīng)設(shè)備描述符fd (-個(gè)設(shè)備描述符fd對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)送buff和一個(gè)接收 buff)上收發(fā)數(shù)據(jù)；從板打開和主板通信的設(shè)備，設(shè)置本地ID，設(shè)置波特率，實(shí)施鏈路探測(cè)， 鏈路建立后，然后通過(guò)在對(duì)應(yīng)設(shè)備描述符fd上收發(fā)數(shù)據(jù)。
[0024] 參見11當(dāng)需進(jìn)行廣播通信時(shí)主板打開要通信的設(shè)備，設(shè)置本地I D，設(shè)置波特 率，建立鏈路；打開廣播設(shè)備，設(shè)備本地I D，設(shè)備波特率，建立鏈路，在廣播fd上發(fā)送數(shù) 據(jù)； 從板打開和主板通信的設(shè)備，設(shè)置本地ID，設(shè)置波特率，鏈路探測(cè)，鏈路建立后，然后通 過(guò)在對(duì)應(yīng)設(shè)備描述符f d上收發(fā)數(shù)據(jù)。
[0025] 在通訊過(guò)程中，進(jìn)行心跳檢測(cè)即節(jié)點(diǎn)間通信需要實(shí)時(shí)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)間的通信鏈路狀 況，采用前述的鏈路探測(cè)，并獲取鏈路狀態(tài)，保證通訊過(guò)程中的穩(wěn)定性。
[0026] 顯然，本例中公開的基于VxWorks操作系統(tǒng)環(huán)境下的CAN總線驅(qū)動(dòng)方案，為上層 軟件CAN通訊開發(fā)提供統(tǒng)一接口，上層軟件和驅(qū)動(dòng)層不會(huì)產(chǎn)生耦合問(wèn)題，使得上層軟件維 護(hù)鏈路更加方便，為設(shè)備間通訊提供了高效、穩(wěn)定CAN通訊；有效降低了上層開發(fā)人員 CAN通訊開發(fā)的難度。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于VxWorks操作系統(tǒng)環(huán)境下的CAN總線驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，包括如下步 驟： 初始化CAN設(shè)備，對(duì)CAN設(shè)備寄存器進(jìn)行配置，啟動(dòng)參數(shù)配置和郵箱配置及使能中斷； 為每個(gè)節(jié)點(diǎn)配置唯一的ID ; 為與主板通信的Μ塊從板，建立Μ個(gè)虛擬設(shè)備及一個(gè)廣播設(shè)備，為每個(gè)虛擬設(shè)備及廣 播設(shè)備建立與之對(duì)應(yīng)的接收buff和發(fā)送buff，使虛擬設(shè)備與目的通訊節(jié)點(diǎn)形成--對(duì)應(yīng) 關(guān)系； 當(dāng)主板要進(jìn)行通信時(shí)，先執(zhí)行鏈路探測(cè)，建立發(fā)送節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的鏈路； 每個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的報(bào)文都配有唯一的報(bào)文ID，所述報(bào)文ID中包含有目的節(jié)點(diǎn)ID和發(fā)文 節(jié)點(diǎn)ID，中斷處理過(guò)濾報(bào)文ID，將報(bào)文發(fā)送至指定的目的節(jié)點(diǎn)，形成節(jié)點(diǎn)間的通信； 將虛擬設(shè)備名、CAN設(shè)備參數(shù)配置信息提供給應(yīng)用層。
2. 按照權(quán)利要示1所述的基于VxWorks操作系統(tǒng)環(huán)境下的CAN總線驅(qū)動(dòng)方法，其特征 在于： 所述執(zhí)行鏈路探測(cè)包括步驟：由發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)遠(yuǎn)程幀后，等待接收對(duì)方的 回復(fù)； 接收數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)接收到遠(yuǎn)程幀后，發(fā)送回復(fù)； 發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)接收到對(duì)方的回復(fù)后，鏈路建立。
3. 按照權(quán)利要示1所述的基于VxWorks操作系統(tǒng)環(huán)境下的CAN總線驅(qū)動(dòng)方法，其特征 在于： 當(dāng)中斷狀態(tài)顯示通訊異常時(shí)，中斷處理會(huì)進(jìn)行異常處理，將當(dāng)前CAN設(shè)備的鏈路狀態(tài) 發(fā)送到上層軟件。
4. 按照權(quán)利要示1所述的基于VxWorks操作系統(tǒng)環(huán)境下的CAN總線驅(qū)動(dòng)方法，其特征 在于： 各所述虛擬設(shè)備只接收與之對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的從板發(fā)過(guò)來(lái)的報(bào)文；所述從板只接受包含自身 ID的報(bào)文和廣播ID的報(bào)文。
5. 按照權(quán)利要示1所述的基于VxWorks操作系統(tǒng)環(huán)境下的CAN總線驅(qū)動(dòng)方法，其特征 在于： 所述主板通過(guò)調(diào)用編制接口的wirte或read函數(shù)與從板進(jìn)行通信。
6. 按照權(quán)利要示1所述的基于VxWorks操作系統(tǒng)環(huán)境下的CAN總線驅(qū)動(dòng)方法，其特征 在于： 所述CAN設(shè)備參數(shù)配置信息包括本地ID設(shè)置、波特率設(shè)置、鏈路探測(cè)和鏈路狀態(tài)獲取。
7. -種基于VxWorks操作系統(tǒng)環(huán)境下的CAN總線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括主板、CAN設(shè)備，和與 CAN設(shè)備對(duì)應(yīng)且與主板通信的從板，其特征在于：CAN設(shè)備初始化時(shí)，配置CAN設(shè)備寄存器， 啟動(dòng)參數(shù)配置和郵箱配置及使能中斷，每個(gè)節(jié)點(diǎn)配置有唯一的ID ;假設(shè)有Μ塊從板與主板 通信，Μ塊從板對(duì)應(yīng)配置有Μ個(gè)虛擬設(shè)備和一個(gè)廣播設(shè)備；每個(gè)虛擬設(shè)備及廣播設(shè)備建立有 與之對(duì)應(yīng)的接收buff和發(fā)送buff，虛擬設(shè)備與目的通訊節(jié)點(diǎn)形成--對(duì)應(yīng)關(guān)系；主板要 進(jìn)行通信時(shí)，先執(zhí)行鏈路探測(cè)，建立發(fā)送節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的鏈路；每個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的報(bào) 文都配有唯一的報(bào)文ID，所述報(bào)文ID中包含有目的節(jié)點(diǎn)ID和發(fā)文節(jié)點(diǎn)ID，中斷處理過(guò)濾 報(bào)文ID，報(bào)文被發(fā)送至指定的目的節(jié)點(diǎn)，形成節(jié)點(diǎn)間的通信；虛擬設(shè)備名、CAN設(shè)備參數(shù)配 置信息被提供給應(yīng)用層。
8. 按照權(quán)利要求7所述的基于VxWorks操作系統(tǒng)環(huán)境下的CAN總線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征 在于：各所述虛擬設(shè)備只接收與之對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的從板發(fā)過(guò)來(lái)的報(bào)文；所述從板只接受包含自 身ID的報(bào)文和廣播ID的報(bào)文。
9. 按照權(quán)利要求7所述的基于VxWorks操作系統(tǒng)環(huán)境下的CAN總線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征 在于：所述主板通過(guò)調(diào)用編制接口的wirte或read函數(shù)與從板進(jìn)行通信。
10. 按照權(quán)利要求7所述的基于VxWorks操作系統(tǒng)環(huán)境下的CAN總線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特 征在于：所述CAN設(shè)備參數(shù)配置信息包括本地ID設(shè)置、波特率設(shè)置、鏈路探測(cè)和鏈路狀態(tài)獲 取。
【文檔編號(hào)】G06F9/44GK104102607SQ201410339504
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】丁明偉 申請(qǐng)人:航天科工深圳（集團(tuán)）有限公司