專利名稱：在中央信息集成系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)兩路can總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種汽車中央信息集成系統(tǒng)，特別涉及一種包括車身CAN/動力CAN 總線網(wǎng)橋功能、儀表功能、導(dǎo)航定位(GPS)功能、倒車后視功能于一體的多功能汽車中央信 息集成系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，從人機(jī)界面的顯示功能上講，我國的大部分汽車中央信息集成系統(tǒng)還停留 在儀表顯示的傳統(tǒng)功能上，主要包括車速表、轉(zhuǎn)速表、燃油表、水溫表，行駛里程及各種報(bào)警 指示燈。中高檔汽車在儀表系統(tǒng)上配有中央信息顯示屏來顯示瞬時(shí)油耗、平均油耗、平均車 速、續(xù)航里程、車門開閉狀態(tài)、室內(nèi)外溫度及保養(yǎng)提示等信息，但后視功能、導(dǎo)航定位功能并 沒有在儀表系統(tǒng)上體現(xiàn)，而是獨(dú)立于儀表系統(tǒng)被安置在中控臺的另外一塊顯示屏上顯示。此外，從通訊角度講，我國現(xiàn)有的汽車儀表系統(tǒng)包括不帶任何通訊方式的傳統(tǒng)儀 表系統(tǒng)和帶有局部通訊功能的儀表系統(tǒng)。在傳統(tǒng)儀表系統(tǒng)中，需要采集開關(guān)量信號、模擬信 號、頻率變化和占空比變化的脈沖信號等電壓信號。由于其自身的傳輸特性，使得儀表顯示 系統(tǒng)存在實(shí)時(shí)性差、精確度不高的特點(diǎn)。而且在儀表系統(tǒng)中所需要采集的信號數(shù)量很多，且 傳輸方式是一對一的，導(dǎo)致信號采集電路繁多，也加大了脈沖信號容易被干擾的風(fēng)險(xiǎn)。另外 一種帶有局部通訊功能的儀表系統(tǒng)中，一部分輸入信息來自直接從傳感器轉(zhuǎn)化成的電壓信 號，一部分來自車身總線，它是作為車身總線的一個節(jié)點(diǎn)，而來自高速CAN總線(動力總線) 的信息需要獨(dú)立于儀表系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)或是網(wǎng)橋來進(jìn)行信息轉(zhuǎn)換。由于汽車中各種EOT對CAN網(wǎng)絡(luò)上的信息傳輸延遲的敏感性差別很大，因此，電子 燃油噴射控制器、自動變速控制器和防抱死制動系統(tǒng)控制器之間的協(xié)調(diào)關(guān)系所要求的實(shí)時(shí) 性很強(qiáng)，諸如這類的控制器就要作為高速CAN總線(即動力CAN總線)的節(jié)點(diǎn)，而車燈控制 器、門窗控制器、空調(diào)控制器之類的車身控制器對傳輸延遲的要求要寬松的多，可以作為低 速總線(即車身CAN總線)的節(jié)點(diǎn)。迄今為止，商業(yè)化的汽車儀表系統(tǒng)還不能實(shí)現(xiàn)集成高速CAN和低速CAN總線網(wǎng)橋、 車輛運(yùn)行狀況和車身狀態(tài)顯示、GPS顯示、倒車后視(XD顯示于一身的功能。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)兩路CAN過濾及轉(zhuǎn)發(fā)的多功能汽車中 央信息集成系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在保證傳輸數(shù)據(jù)可靠性和駕駛員的可操作性的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn) 人機(jī)界面的高集成度和高智能性，并可通過調(diào)整電路參數(shù)適應(yīng)各種類型的產(chǎn)品需求，在通 用化、模塊化、系列化程度上有所提高，從而簡化生產(chǎn)工藝，降低制造成本。并使CAN網(wǎng)絡(luò)中高速CAN和低速CAN總線之間通過網(wǎng)橋聯(lián)系，基于任務(wù)優(yōu)先級交換必要的信息，完成數(shù)據(jù)的。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明在中央信息集成系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)兩路CAN總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 發(fā)的方法，包括步驟a.判斷該CAN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)是否空閑，且在CAN信息FIFO緩沖區(qū)內(nèi)是否 有數(shù)據(jù)；若.f.則執(zhí)行步驟e，否則，順序執(zhí)行下一步驟；b.從上述緩沖區(qū)讀一幀數(shù)據(jù)，判斷 該數(shù)據(jù)幀是否要轉(zhuǎn)發(fā)；若.f.則執(zhí)行步驟d，否則，順序執(zhí)行下一過程；c.置轉(zhuǎn)發(fā)忙標(biāo)志位， 并將該數(shù)據(jù)幀傳給另一路CAN接口，發(fā)送該數(shù)據(jù)幀后，清轉(zhuǎn)發(fā)忙標(biāo)致位；返回上述步驟a ； d.調(diào)整發(fā)送數(shù)據(jù)指針，處理該數(shù)據(jù)幀；e.按照幀定義在該中央信息集成系統(tǒng)中執(zhí)行相應(yīng)控 制顯示，包括(1)對于對應(yīng)脈沖量、模擬量的CAN信息具有各自的數(shù)據(jù)范圍，并均采用各自 獨(dú)立PGN的形式定義打包；(2)對于對應(yīng)開關(guān)量的CAN信息，包括將來自發(fā)動機(jī)ECU的信 息集中在同一個PDU的數(shù)據(jù)場中；將來自ABS ECU的信息集中在同一個PDU的數(shù)據(jù)場中；將 來自自動變速器ECU的信息集中在同一個PDU的數(shù)據(jù)場中；將來自安全氣囊ECU的信息集 中在同一個PDU的數(shù)據(jù)場中；將來自前BCMECU的信息分別集中在兩個PDU的數(shù)據(jù)場中，一 個包含車身傳感器、開關(guān)的信息，一個包含前燈組報(bào)警信息；將來自后BCM EOT的信息集中 在同一個PDU的數(shù)據(jù)場中，包含后燈組報(bào)警信息。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明是以汽車儀表為載體的中央信息集成系統(tǒng)，該系統(tǒng)把導(dǎo)航定位功能、倒車 后視功能和車輛運(yùn)行狀態(tài)顯示功能都集中于儀表的中央信息顯示屏中，可以通過儀表面板 上的按鍵和從CAN總線上接收的信息來在三種界面中進(jìn)行切換，因此，該系統(tǒng)框架與現(xiàn)有 技術(shù)的方案相比在結(jié)構(gòu)上更為簡化，大大節(jié)省了制造成本和汽車中控臺的空間。 在本發(fā)明中央信息集成系統(tǒng)中，把低速CAN/高速CAN的智能網(wǎng)橋模塊整合在儀表 系統(tǒng)中，和其他功能模塊共用一個MCU模塊完成系統(tǒng)的信息接收、轉(zhuǎn)發(fā)和相應(yīng)的顯示功能， 在保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，節(jié)省了板級成本。


圖1是本發(fā)明汽車中央信息集成系統(tǒng)與CAN總線網(wǎng)絡(luò)的位置關(guān)系示意圖；圖2是本發(fā)明多功能汽車中央信息集成系統(tǒng)框架圖；圖3是圖2所示多功能汽車中央信息集成系統(tǒng)的硬件框圖；圖4是本發(fā)明多功能汽車中央信息集成系統(tǒng)外部及板上分級供電電路；圖5是本發(fā)明多功能汽車中央信息集成系統(tǒng)中的視頻重建濾波電路；圖6是本發(fā)明多功能汽車中央信息集成系統(tǒng)中的GPS模塊顯示和倒車后視模塊顯 示的兩路視頻切換電路；圖7是本發(fā)明多功能汽車中央信息集成系統(tǒng)中的報(bào)警指示LED驅(qū)動電路；圖8是本發(fā)明多功能汽車中央信息集成系統(tǒng)中的表針背光LED驅(qū)動電路；圖9是本發(fā)明多功能汽車中央信息集成系統(tǒng)中的表盤背光LED驅(qū)動電路；圖10是本發(fā)明多功能汽車中央信息集成系統(tǒng)中的光敏管的信號放大電路；圖11是本發(fā)明多功能汽車中央信息集成系統(tǒng)中的高速CAN、低速CAN報(bào)文處理流 程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。如圖1所示，本發(fā)明中整車網(wǎng)絡(luò)電子構(gòu)架，包括動力總線節(jié)點(diǎn)和車身總線節(jié)點(diǎn)，所 述動力總線節(jié)點(diǎn)由發(fā)動機(jī)E⑶、自動變速箱E⑶、ABS E⑶和安全氣囊E⑶組成，所述車身總 線節(jié)點(diǎn)由前車身控制ECU和后車身控制ECU組成；其中，所述前車身控制ECU負(fù)責(zé)采集車身 傳感器、組合開關(guān)信號及控制前車身執(zhí)行器；所述后車身控制ECU負(fù)責(zé)控制后車身執(zhí)行器； 以車輛儀表系統(tǒng)為載體的中央信息集成系統(tǒng)聯(lián)通動力總線節(jié)點(diǎn)和車身總線節(jié)點(diǎn)，所需數(shù)據(jù) 均是通過兩路CAN總線獲得，以完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的過濾與轉(zhuǎn)發(fā)、信息顯示和信息存儲；所述信 息顯示的內(nèi)容包括車輛運(yùn)行狀況和車身狀態(tài)顯示、GPS顯示及倒車后視顯示，三種顯示界面 通過邏輯自動切換或手動按鍵切換。
如圖2所示，基于上述整車網(wǎng)絡(luò)電子構(gòu)架的多功能汽車中央信息集成系統(tǒng)，包括 由車輛運(yùn)行儀表子系統(tǒng)和車身狀態(tài)儀表子系統(tǒng)構(gòu)成的車輛儀表系統(tǒng)，所述車輛運(yùn)行狀態(tài)子 系統(tǒng)和車身狀態(tài)子系統(tǒng)分別通過CAN總線模塊與MCU模塊連接；用于系統(tǒng)供電的電源管理 模塊；所述MCU模塊通過三極管驅(qū)動電路與背光LED驅(qū)動電路連接；所述MCU模塊通過其輸 入輸出端口依次與MCU接口和視頻信號接口的轉(zhuǎn)換模塊及中央信息顯示屏IXD連接，通過 中央信息顯示屏IXD顯示車輛運(yùn)行狀況和車身狀態(tài)；所述MCU模塊通過輸入輸出端口還分 別連接有視頻切換模塊及GPS模塊，所述視頻切換模塊分別與所述GPS模塊和所述MCU接 口和視頻信號接口的轉(zhuǎn)換模塊連接，所述視頻切換模塊還連接有倒車后視模塊；所述中央 信息顯示屏可顯示車輛運(yùn)行狀況和車身狀態(tài)信息，包括諸如總里程/單次里程/瞬時(shí)油耗 /平均油耗/平均車速/續(xù)航里程/車門狀態(tài)/時(shí)間/故障顯示/保養(yǎng)提示/擋位指示， 除此自外，所述中央信息顯示屏LCD還具有GPS和倒車后視兩路視頻圖像顯示；所述CAN總 線模塊集成有高速CAN總線控制收發(fā)模塊和低速CAN總線控制收發(fā)模塊，由此構(gòu)成CAN網(wǎng) 橋模塊。也就是說，所述CAN總線網(wǎng)橋模塊整合在上述車輛儀表系統(tǒng)中，所述車輛運(yùn)行儀表 子系統(tǒng)通過動力總線接口與動力總線ECU連接，所述車輛運(yùn)行子系統(tǒng)通過MCU PWM與四個 步進(jìn)電機(jī)連接，所述四個步進(jìn)電機(jī)控制轉(zhuǎn)速表、車速表、水溫表和燃油表，該車輛運(yùn)行子系 統(tǒng)反映車輛的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、車速、水溫、燃油液位、噴油量、發(fā)動機(jī)故障狀態(tài)、機(jī)油壓力狀態(tài)、 ABS狀態(tài)、擋位狀態(tài)、防盜鎖止?fàn)顟B(tài)、充電系統(tǒng)狀態(tài)、安全氣囊狀態(tài)、制動液位低狀態(tài)和水溫 過高狀態(tài)；所述車身狀態(tài)儀表子系統(tǒng)通過車身總線接口與車身總線ECU連接，所述車身狀 態(tài)儀表子系統(tǒng)反映車輛的安全帶狀態(tài)、車門開啟狀態(tài)、行李箱開啟狀態(tài)、手制動狀態(tài)、示寬 燈狀態(tài)、近光燈狀態(tài)、遠(yuǎn)光燈狀態(tài)、前后霧燈狀態(tài)、轉(zhuǎn)向燈狀態(tài)、雙閃燈狀態(tài)和鑰匙位置；如 圖2所示，所述MCU的SCI端口通過邏輯驅(qū)動控制近光指示燈；遠(yuǎn)光指示燈；前霧燈指示燈； 后霧燈指示燈；發(fā)動機(jī)故障報(bào)警燈；低機(jī)油壓力報(bào)警燈；防盜鎖止系統(tǒng)指示燈；座椅安全帶 指示燈；ABS指示燈；手制動指示燈；制動液位低指示燈；左轉(zhuǎn)向指示燈；右轉(zhuǎn)向指示燈；水 溫過高報(bào)警燈；充電系統(tǒng)指示燈和安全氣囊指示燈等16個報(bào)警指示LED。由此可見，本發(fā)明中央信息集成系統(tǒng)作為CAN/CAN網(wǎng)橋，不僅可以從低速車身CAN 總線上獲取相關(guān)的車身狀況信息，同時(shí)可以從動力總線上獲取相關(guān)的動力、底盤系統(tǒng)運(yùn)行 參數(shù)和狀況信息，并實(shí)現(xiàn)兩路CAN之間的數(shù)據(jù)過濾及轉(zhuǎn)發(fā)。結(jié)合本發(fā)明中整車系統(tǒng)的功能， 車身CAN總線信息主要包括安全帶狀態(tài)、車門開啟狀態(tài)、行李箱開啟狀態(tài)、手制動狀態(tài)、示 寬燈狀態(tài)、近光燈狀態(tài)、遠(yuǎn)光燈狀態(tài)、前后霧燈狀態(tài)、轉(zhuǎn)向燈狀態(tài)、雙閃燈狀態(tài)、鑰匙位置等；動力CAN總線信息主要包括發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、車速、水溫、燃油液位、噴油量、發(fā)動機(jī)故障狀態(tài)、 機(jī)油壓力狀態(tài)、SRS狀態(tài)、ABS狀態(tài)、擋位狀態(tài)、防盜鎖止?fàn)顟B(tài)、充電系統(tǒng)狀態(tài)、制動液位低狀 態(tài)、水溫過高狀態(tài)等。中央信息集成系統(tǒng)具有智能性，可對從總線上獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、 計(jì)算、分析、判斷，實(shí)施各種實(shí)時(shí)控制和信息顯示。信息顯示采用步進(jìn)電機(jī)、中央信息顯示 屏、LED、蜂鳴器的方式。轉(zhuǎn)速表、車速表、水溫表、燃油表采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動指針顯示；瞬時(shí) 油耗等車輛狀態(tài)信息以及GPS、倒車后視視頻信息都可在中央信息顯示屏上通過自動或手 動切換顯示。在故障狀態(tài)下，總線式數(shù)字儀表自動將當(dāng)前的狀態(tài)進(jìn)行存儲，數(shù)據(jù)存入FLASH， 可掉電保存并可在中央信息顯示屏上進(jìn)行查詢。各種狀況信息通過LED給出各種警示、指 示信息。系統(tǒng)具有診斷接口 K線，可通過專用設(shè)備與計(jì)算機(jī)相連并上傳數(shù)據(jù)，以利于進(jìn)一步 分析。表盤背光采用自動感應(yīng)和手動調(diào)節(jié)相結(jié)合的形式。中央信息集成系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中 采用了模塊化方式，將系統(tǒng)劃分成不同的功能模塊，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的通用化、系列化。軟 件的設(shè)計(jì)采用參數(shù)化方式，保證了模塊的可移植性，通過后臺支撐軟件對其進(jìn)行不同的參 數(shù)設(shè)置，在不改變硬件結(jié)構(gòu)的情況下，可適應(yīng)各種顯示屏和表盤量程的個性化需求，大大降 低了生產(chǎn)的復(fù)雜度。下面詳細(xì)說明本發(fā)明中央信息集成系統(tǒng)中各模塊的構(gòu)成及工作原理MCU 模塊如圖3所示，所述MCU模塊采用瑞薩公司生產(chǎn)H8SX/1544。中央信息集成系統(tǒng)作為 網(wǎng)關(guān)或是網(wǎng)橋，會有大量不必要的數(shù)據(jù)流動，為弄清很多這樣的數(shù)據(jù)流和選擇必要的數(shù)據(jù)， 就需要高速數(shù)據(jù)處理器。H8SX/1544擁有低功耗、高性能的32位CPU。此外，中央信息顯示 屏的數(shù)據(jù)量很大，故而MCU要使用大容量閃存。H8SX/1544內(nèi)置了 512Kb的閃存和24Kb的 SRAM。標(biāo)準(zhǔn)片上外設(shè)包括2路CAN控制器、6路步進(jìn)電機(jī)PWM控制器、16位定時(shí)器、UART/時(shí) 鐘同步串行接口、聲音發(fā)生器等。同時(shí)加入了 SPI、IIC總線接口、10位A/D轉(zhuǎn)換器、8位D/ A轉(zhuǎn)換器。最高工作頻率為40MHz。電源管理模塊本發(fā)明中電源管理模塊控制系統(tǒng)外部的兩路供電和板上供電，其電路構(gòu)成如圖4 所示，g卩二極管VD1和二極管VD2并聯(lián)，其正極與蓄電池正極相連，其負(fù)極與板上+12V(B) 的端口連接。二極管VD3的正極接地，其負(fù)極與蓄電池正極相連；五個二極管VD4、VD5、VD6、 VD7和乂08并聯(lián)后，其正極與發(fā)電機(jī)輸出正電壓相連，其負(fù)極分別與板上+12乂伍)、+12乂(0)、 +12V(C)、+12V(B)、+12V㈧的端口連接；該電路中設(shè)置有分別用于過濾供電上的低頻、高 頻干擾的電容C1和電容C2及電容C3和電容C4，其中，C1、C4為極性電容；系統(tǒng)外部供電分 為兩路一路是常電C+12，即蓄電池供電；一路是點(diǎn)火后供電D+12，即發(fā)動機(jī)工作后，系統(tǒng) 供電由蓄電池供電轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)的輸出電壓提供。板上供電又由2路分成5路，分別為為 MCU供電及系統(tǒng)上電自檢、里程存儲、電機(jī)回位所需的+12V，如圖4所示的+12V⑶表針背 光所需+12V如圖4所示的+12V(C)；表盤背光所需+12V圖4所示的+12V(D)；報(bào)警指示LED 所需+12V，如圖4所示的+12V(E)；板上其他芯片或電路所需+12V如圖4所示的+12V(A)。 此外，當(dāng)發(fā)動機(jī)工作后，發(fā)電機(jī)的輸出電壓的電位比蓄電池電位要稍高一些，所以根據(jù)二極 管的特性，此時(shí)+12V(B)由發(fā)電機(jī)輸出電壓提供，從而節(jié)省蓄電池電量。本發(fā)明MCU及板上 其他芯片所需5V供電采用英飛凌公司生產(chǎn)的TLE4270和TLE4279兩款穩(wěn)壓芯片。TLE4279 最大的輸入電壓為+45V，可提供150mA的連續(xù)輸出電流，具有低漏電壓、RESET門檻值可調(diào)的特點(diǎn)，其輸入端為+12V(B)，輸出+5V只為MCU供電。TLE4270最大的輸入電壓為+42V，可 提供650mA的連續(xù)輸出電流，具有低漏電壓、RESET時(shí)間可調(diào)的特點(diǎn)，其輸入端為+12V(A)， 輸出+5V為板上其他芯片或電路供電。CAN通訊模塊 如圖3所示，本發(fā)明中央信息集成系統(tǒng)選用的MCU已集成有CAN控制器，只需配 備相應(yīng)的CAN收發(fā)器即可。在動力總線接口方面，需要高速的CAN收發(fā)器，選用NXP的 PCA82C250，其最大可達(dá)到1MB的通訊速率，具有很好的EMI特性。在車身總線接口方面，需 要低速的CAN收發(fā)器，選用NXP的TJA1054，其最大可達(dá)到125KB的通訊速率，具有很好的 EMI特性。步進(jìn)電機(jī)模塊如圖3所示，本中央信息集成系統(tǒng)選用的MCU已集成了 6路步進(jìn)電機(jī)控制器，其中 4路可直接通過寄存器設(shè)置完成24微步的功能。分別控制車速表、轉(zhuǎn)速表、水溫表和燃油 表。選用VID-23型步進(jìn)電機(jī)。中央信息顯示屏模塊如圖3所示，所述中央信息顯示屏驅(qū)動模塊采用VMC256，它具有兩種顯示通道模 擬視頻信號(CVBS)通道和MCU數(shù)字顯示通道。通過MCU對其相應(yīng)寄存器進(jìn)行設(shè)置實(shí)現(xiàn)兩 種顯示通道的切換。視頻信號通道接受的是復(fù)合視頻信號，在LCD上顯示的是真彩色；MCU 通道以8位數(shù)據(jù)總線方式和MCU接口，可以顯示256種顏色?？芍苯咏邮招辛凶鴺?biāo)值，不需 要計(jì)算顯存地址。本控制器采用512K SRAM高速緩存，顯示容量大，對于320X234的TFT 模擬屏，可以緩存4頁顯示內(nèi)容。另外還具有地址自動加1功能，對于圖片顯示具有極高的 速度。中央信息顯示屏模塊與MCU通訊接口采用I/O模擬8位數(shù)據(jù)總線方式完成讀寫操作，將各數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)在顯示屏中顯 示。顯示256色時(shí)，每字節(jié)顯示一個象素，數(shù)據(jù)格式定義如下DB7 (R2，紅色高位)，DB6 (Rl)， DB5 (R0，紅色低位)，DB4 (G2，綠色高位)，DB3 (Gl)，DB2 (GO,綠色低位)，DBl (Bi，藍(lán)色高位)， DBl (B0，藍(lán)色低位)。在此接口模式下，中央信息顯示屏可以實(shí)時(shí)顯示瞬時(shí)油耗等車輛運(yùn)行 狀況信息及車門開閉等車身狀態(tài)信息。中央信息顯示屏模塊與GPS、CXD視頻信號通訊接口視頻輸入端口可接收CVBS式模擬信號，并把GPS和CXD兩路視頻信號經(jīng)過視頻 切換電路后在中央信息顯示屏上顯示視頻圖像。所述GPS模塊采用GB102，具有模擬RGB、 CVBS、YC視頻輸出格式選擇；320X240、400X234或480X234視頻輸出分辨配置；左右聲道立 體聲輸出；四線電阻式觸摸屏接口和SD存儲卡接口 ；所述CCD模塊采用12V供電及CVBS式 彩色攝像頭。數(shù)字的視頻信號轉(zhuǎn)換成模擬信號會產(chǎn)生毛刺噪聲，這些毛刺噪聲屬于帶外雜散信 號，會對圖像產(chǎn)生干擾，所以數(shù)字視頻經(jīng)過DAC轉(zhuǎn)換后需要增加視頻重建濾波器。本系統(tǒng)設(shè) 計(jì)的視頻重建濾波器，如圖5所示，所述MCU接口和視頻信號接口的轉(zhuǎn)換模塊中的視頻輸入 端口接收兩路CVBS式模擬信號，并經(jīng)過兩路視頻切換電路在顯示屏上顯示視頻圖像；數(shù)字 視頻信號轉(zhuǎn)換成模擬信號后經(jīng)過視頻重建濾波器進(jìn)行信號濾波處理，該視頻重建濾波器的 電路是電容C7與電感Ll并聯(lián)后一端與CCD的視頻輸出端相連，一端與MAX4567的NCl相連，電容C8和電容C9 一端接地，另一端分別連接到上述電感L1的兩端。如圖6所示，所述GPS模塊顯示和倒車后視模塊顯示的兩路視頻切換電路中的視 頻切換芯片采用MAXIM公司生產(chǎn)的MAX4567，它是雙路、低電壓、雙向射頻/視頻轉(zhuǎn)換開關(guān)， 其最大信號頻率可達(dá)350MHZ ；在該視頻切換芯片的接口模式下，中央信息顯示屏顯示GPS 和(XD兩路視頻信號，并通過倒擋信號自動切換到(XD后視圖像或手動按鈕以實(shí)現(xiàn)上述兩 路視頻的切換。報(bào)警指示LED、背光LED驅(qū)動模塊由于報(bào)警指示LED數(shù)量較多，為節(jié)省MCU I/O資源，選用德州儀器生產(chǎn)的串轉(zhuǎn)并芯 片TPIC6B595，具有8路輸出，每路150m A的驅(qū)動能力。報(bào)警指示LED驅(qū)動電路，如圖7所 示。系統(tǒng)上電自檢LED所需的+12V由+12V(B)提供，其余LED所需的+12V由+12V(E)提 供。本系統(tǒng)使用2片TPIC6B595實(shí)現(xiàn)級聯(lián)，利用5個MCU I/O實(shí)現(xiàn)16個LED的控制功能， 滿足了系統(tǒng)中報(bào)警指示LED量的需求。本發(fā)明中，所述MCU模塊的PWM輸出端口通過三極管驅(qū)動電路與背光LED驅(qū)動電 路連接，所述背光LED驅(qū)動電路分為表針背光LED驅(qū)動電路和表盤背光LED驅(qū)動電路；如圖 8所示，所述表針背光驅(qū)動電路構(gòu)成是NPN型三級管VT7基極經(jīng)過R30與MCU的PWM輸出端 口 TI0CA0相連，發(fā)射極到地，集電極經(jīng)過一電阻R31與PNP型三級管VT8的基極相連，PNP 型三級管VT8的發(fā)射極與二級管VD35的負(fù)極相連，其正極接電+12V(C)，PNP型三級管VT8 的集電極經(jīng)基極電阻分別與NPN型三級管VT9和NPN型三級管VT10的基極相連；當(dāng)PNP型 三級管VT8導(dǎo)通時(shí)，+12V (C)經(jīng)電容R32與電阻R33并聯(lián)再與電阻R34分壓后控制NPN型三 級管VT9的導(dǎo)通，從而控制串在NPN型三級管VT9集電極的LED ；另一路NPN型三級管VT10 同理。如圖9所示，所述表盤背光驅(qū)動電路的構(gòu)成是NPN型三級管VT13的基極經(jīng)一電阻 R43與MCU PWM輸出端口 TI0CB0相連，其發(fā)射極到地，其集電極經(jīng)一電阻R46與PNP型三級 管VT14的基極相連，其發(fā)射極接電+12V(D)，集電極經(jīng)過LED與回路電阻后到地。表針背光和表盤背光的亮度調(diào)節(jié)原理均是利用MCU產(chǎn)生占空比可調(diào)的PWM，控制 三級管集電極、發(fā)射極的導(dǎo)通程度，從而改變LED亮度。PWM占空比越大，LED亮度越大。串 聯(lián)在LED回路中的電阻均采用兩個1812封裝、1/2W的電阻并聯(lián)的形式，防止為保證LED亮 度電阻功率不夠而導(dǎo)致發(fā)熱的情況。其中，表針背光LED所需+12V由+12V(C)提供；表盤 背光LED所需+12V由+12V(D)提供。自動背光模塊采用光敏二級管感應(yīng)環(huán)境光強(qiáng)度，經(jīng)過信號放大電路后，使MCU模塊獲得不同的 電壓值，MCU模塊根據(jù)此電壓信號調(diào)節(jié)背光LED的亮度；在打開示寬燈之前，自動調(diào)節(jié)背光 起作用，一旦示寬燈打開后，轉(zhuǎn)換為手動調(diào)節(jié)；所述信號放大電路的結(jié)構(gòu)，如圖10所示，光 敏二極管VT1正極接+5V電，其負(fù)極與一電阻R24相連后到地，并且將負(fù)極連接到一運(yùn)算放 大器LM358的正向輸入端，該運(yùn)算放大器LM358的負(fù)向輸入端與R25相連后到地，電阻R24 的兩端分別與該運(yùn)算放大器LM358的負(fù)向輸入端和輸出端相連，一二級管VD10的正極與該
運(yùn)算放大器LM358的輸出端相連，該二級管VD10的負(fù)極連接到MCU模塊的模擬信號輸入端□。在本發(fā)明的中央信息集成系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)兩路CAN之間數(shù)據(jù)過濾及轉(zhuǎn)發(fā)的方法，即 本發(fā)明中高速CAN、低速CAN報(bào)文處理流程圖如圖11所示，包括以下步驟
a.判斷該CAN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)是否空閑，且在CAN信息FIFO緩沖區(qū)內(nèi)是否有數(shù)據(jù)； 若.f.則執(zhí)行步驟e，否則，順序執(zhí)行下一步驟；b.從上述緩沖區(qū)讀一幀數(shù)據(jù)，判斷該數(shù)據(jù)幀是否要轉(zhuǎn)發(fā)；若.f.則執(zhí)行步驟d，否 則，順序執(zhí)行下一過程；c.置轉(zhuǎn)發(fā)忙標(biāo)志位，并將該數(shù)據(jù)幀傳給另一路CAN接口，發(fā)送該數(shù)據(jù)幀后，清轉(zhuǎn)發(fā) 忙標(biāo)致位；返回上述步驟a;d.調(diào)整發(fā)送數(shù)據(jù)指針，處理該數(shù)據(jù)幀；e.按照幀定義在該中央信息集成系統(tǒng)中執(zhí)行相應(yīng)控制顯示。本發(fā)明中的多功能汽車中央信息集成系統(tǒng)作為網(wǎng)橋節(jié)點(diǎn)要接收廣播數(shù)據(jù)幀、需要 被轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)幀以及目標(biāo)地址為本節(jié)點(diǎn)地址的數(shù)據(jù)幀三種數(shù)據(jù)幀。對應(yīng)于要接收的3種數(shù) 據(jù)幀，分別設(shè)置了 3個接收濾波器。本發(fā)明整車網(wǎng)絡(luò)電子構(gòu)架中，動力CAN和車身CAN的數(shù) 據(jù)幀格式都是相同的。因此，采用直接轉(zhuǎn)發(fā)方式。CPU采用中斷方式接收兩個CAN控制器的 報(bào)文，同時(shí)采用了 FIFO機(jī)制管理內(nèi)部的接收緩沖區(qū)。FIFO緩沖區(qū)共有兩個指針，S卩接收 數(shù)據(jù)指針和發(fā)送數(shù)據(jù)指針。當(dāng)兩指針不相等時(shí)即證明緩沖區(qū)中存有有效數(shù)據(jù)。若此時(shí)CPU 空閑，就從緩沖區(qū)讀出一幀數(shù)據(jù)并通過接受濾波器判斷該數(shù)據(jù)幀是否需要被轉(zhuǎn)發(fā)到另一路 CAN接口，若需要則在置轉(zhuǎn)發(fā)忙標(biāo)志位后傳輸該數(shù)據(jù)，然后清轉(zhuǎn)發(fā)忙標(biāo)志位并循環(huán)再次判斷 緩沖區(qū)中是否存有有效數(shù)據(jù)。若該數(shù)據(jù)幀不需要被轉(zhuǎn)發(fā)，則調(diào)整發(fā)送數(shù)據(jù)指針，按照表1、表 2、表3、表4、表5、表6、表7和表8所制定的參數(shù)定義整理該數(shù)據(jù)幀，并根據(jù)整理后各信息 對應(yīng)的數(shù)據(jù)在中央信息集成系統(tǒng)中執(zhí)行控制或顯示操作。數(shù)據(jù)緩沖區(qū)接收數(shù)據(jù)指針的調(diào)整 是通過接收中斷子程序?qū)崿F(xiàn)的，而發(fā)送數(shù)據(jù)指針的調(diào)整則是通過發(fā)送中斷子程序?qū)崿F(xiàn)。CAN/CAN網(wǎng)橋的主要功能是實(shí)現(xiàn)兩路CAN之間的數(shù)據(jù)過濾及轉(zhuǎn)發(fā)。根據(jù)儀表功能 和網(wǎng)橋功能各自的特點(diǎn)，本發(fā)明在軟件設(shè)計(jì)方面的原則包括在不進(jìn)行診斷時(shí)，系統(tǒng)不向動 力總線發(fā)送數(shù)據(jù)；對不同優(yōu)先級的數(shù)據(jù)采取不同的響應(yīng)方式；正常情況下，車身CAN總線的 負(fù)載率小于20%;當(dāng)檢測到車身CAN總線負(fù)載率超過20%時(shí)，通過發(fā)送相關(guān)關(guān)閉指令，暫停 部分?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸；增加軟件去抖功能，防止由于開關(guān)抖動增加總線負(fù)載。本協(xié)議的通信物理層和數(shù)據(jù)鏈路層符合CAN2. 0B,高速CAN的ID采用250bps的擴(kuò) 展幀，低速CAN的ID采用100bps的擴(kuò)展幀，應(yīng)用層協(xié)議采用J1939的定義方式，根據(jù)ID值 越小優(yōu)先級越高的特性，在上述步驟e中按照幀定義執(zhí)行相應(yīng)控制顯示，包括以下操作對 于對應(yīng)脈沖量、模擬量的CAN信息來說，具有各自的數(shù)據(jù)范圍，都采用各自獨(dú)立PGN的形式 定義打包，如表1所示。而對于對應(yīng)開關(guān)量的CAN信息來說，將來自發(fā)動機(jī)ECU的信息集中 在同一個PDU的數(shù)據(jù)場中，如表2所示；將來自ABS ECU的信息集中在同一個PDU的數(shù)據(jù)場 中，如表3所示；將來自自動變速器ECU的信息集中在同一個PDU的數(shù)據(jù)場中，如表4所示； 將來自安全氣囊ECU的信息集中在同一個PDU的數(shù)據(jù)場中，如表5所示；將來自前BCM ECU 的信息分別集中在兩個PDU的數(shù)據(jù)場中，一個包含車身傳感器、開關(guān)的信息，如表6所示，一 個包含前燈組報(bào)警信息，如表7所示；將來自后BCM ECU的信息集中在同一個PDU的數(shù)據(jù)場 中，包含后燈組報(bào)警信息，如表8所示。表1至表8是本發(fā)明中央信息集成系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)兩路CAN之間的數(shù)據(jù)過濾及轉(zhuǎn)發(fā)中 參數(shù)組及相應(yīng)的參數(shù)定義。表1至表8中，發(fā)動機(jī)EOT SA為02，ABS EOT SA為03，自動變 速器EOT SA為04，安全氣囊EOT SA為05，中央信息集成系統(tǒng)EOT SA為07，前BCM EOT SA為08，后BCM ECU SA為09。本發(fā)明的中央信息集成系統(tǒng)各種顯示所需的數(shù)據(jù)均來自兩路 CAN總線，實(shí)現(xiàn)兩路CAN數(shù)據(jù)的過濾與轉(zhuǎn)發(fā)，并不負(fù)責(zé)直接采集傳感器信號或開關(guān)信號，所 以在參數(shù)定義中并沒有涉及SA為07的情況。表1示出了脈沖量、模擬量表 1 其中P-優(yōu)先級，DP-數(shù)據(jù)頁位，PF-PDU格式，PS-PDU細(xì)節(jié)，SA-源地址，PGN-參數(shù) 組編號，PDU-協(xié)議數(shù)據(jù)單元；參數(shù)實(shí)際值=總線上傳送的數(shù)值*分辨率+偏移量。表2示出了開關(guān)量信號1 ；表2
其中P= 7，DP = 0，PF = FF，PS = 09，SA = 02，PGN = 65289 (00ff09)，傳送速 率有變化就發(fā)送。表3示出了開關(guān)量信號2 ；表 3 其中P= 7，DP = 0，PF = FF，PS = OA，SA = 03，PGN = 65290 (OOffOa)，傳送速 率有變化就發(fā)送。表4示出了開關(guān)量信號3 ；表 4 其中P = 7，DP = 0，PF = FF，PS = OB，SA = 04，PGN = 65291 (OOffOb)，傳送速
率有變化就發(fā)送。
表5示出了開關(guān)量信號4;表 5 其中p= 7，DP = 0，PF = FF，PS = 0C，SA = 05，PGN = 65292 (OOffOc)，傳送速 率有變化就發(fā)送。表6示出了開關(guān)量信號5 ；表 6 其中P= 7，DP = 0，PF = FF，PS = 0D，SA = 08，PGN = 65293 (OOffOd)，傳送速 率有變化就發(fā)送。表7示出了開關(guān)量信號6 ；表 7 其中P= 7，DP = 0，PF = FF，PS = 0E，SA = 08，PGN = 65294 (OOffOe)，傳送速 率有變化就發(fā)送。表8示出了開關(guān)量信號7 ；表 8 其中P= 7，DP = 0，PF = FF，PS = OF，SA = 09，PGN = 65295 (OOffOf)，傳送速
率有變化就發(fā)送。盡管上面結(jié)合圖對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方 式，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā) 明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保 護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種在中央信息集成系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)兩路CAN總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的方法，其特征在于包括步驟a.判斷該CAN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)是否空閑，且在CAN信息FIFO緩沖區(qū)內(nèi)是否有數(shù)據(jù)；若.f.則執(zhí)行步驟e，否則，順序執(zhí)行下一步驟；b.從上述緩沖區(qū)讀一幀數(shù)據(jù)，判斷該數(shù)據(jù)幀是否要轉(zhuǎn)發(fā)；若.f.則執(zhí)行步驟d，否則，順序執(zhí)行下一過程；c.置轉(zhuǎn)發(fā)忙標(biāo)志位，并將該數(shù)據(jù)幀傳給另一路CAN接口，發(fā)送該數(shù)據(jù)幀后，清轉(zhuǎn)發(fā)忙標(biāo)致位；返回上述步驟a；d.調(diào)整發(fā)送數(shù)據(jù)指針，處理該數(shù)據(jù)幀；e.按照幀定義在該中央信息集成系統(tǒng)中執(zhí)行相應(yīng)控制顯示，包括(1)對于對應(yīng)脈沖量、模擬量的CAN信息具有各自的數(shù)據(jù)范圍，并均采用各自獨(dú)立PGN的形式定義打包；(2)對于對應(yīng)開關(guān)量的CAN信息，包括將來自發(fā)動機(jī)ECU的信息集中在同一個PDU的數(shù)據(jù)場中；將來自ABS ECU的信息集中在同一個PDU的數(shù)據(jù)場中；將來自自動變速器ECU的信息集中在同一個PDU的數(shù)據(jù)場中；將來自安全氣囊ECU的信息集中在同一個PDU的數(shù)據(jù)場中；將來自前BCM ECU的信息分別集中在兩個PDU的數(shù)據(jù)場中，一個包含車身傳感器、開關(guān)的信息，一個包含前燈組報(bào)警信息；將來自后BCM ECU的信息集中在同一個PDU的數(shù)據(jù)場中，包含后燈組報(bào)警信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在中央信息集成系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)兩路CAN總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的方法， 其特征在于步驟e (1)對于對應(yīng)脈沖量、模擬量的CAN信息具有各自的數(shù)據(jù)范圍，并均采用各自獨(dú)立PGN的形式定義打包；其中，脈沖量和模擬量的定義是 其中P_優(yōu)先級，DP-數(shù)據(jù)頁位，PF-PDU格式，PS-PDU細(xì)節(jié)，SA-源地址，PGN-參數(shù)組編號，PDU-協(xié)議數(shù)據(jù)單元；參數(shù)實(shí)際值=總線上傳送的數(shù)值*分辨率+偏移量； 步驟e (2)對于對應(yīng)開關(guān)量的CAN信息，包括 將來自發(fā)動機(jī)ECU的信息集中在同一個PDU的數(shù)據(jù)場中； 即開關(guān)量信號1為 其中P = 7，DP = 0，PF = FF, PS = 09，SA = 02，PGN = 65289 (00ff09)，傳送速率 有變化就發(fā)送；將來自ABS EOT的信息集中在同一個PDU的數(shù)據(jù)場中； 即開關(guān)量信號2為 其中P = 7，DP = 0，PF = FF, PS = OA, SA = 03，PGN = 65290 (OOffOa)，傳送速率 有變化就發(fā)送；將來自自動變速器ECU的信息集中在同一個PDU的數(shù)據(jù)場中； 即開關(guān)量信號3為 其中P = 7，DP = 0，PF = FF, PS = OB, SA = 04，PGN = 65291 (OOffOb)，傳送速率 有變化就發(fā)送；將來自安全氣囊ECU的信息集中在同一個PDU的數(shù)據(jù)場中； 即開關(guān)量信號4為 將來自前BCM ECU的信息分別集中在兩個PDU的數(shù)據(jù)場中，一個包含車身傳感器、開關(guān) 的信息，以開關(guān)量信號5表示，另一個包含前燈組報(bào)警信息，以開關(guān)量信號6表示； 即開關(guān)量信號5為 其中P = 7，DP = 0，PF = FF, PS = 0D, SA = 08，PGN = 65293 (OOffOd)，傳送速率有 變化就發(fā)送； 開關(guān)量信號6為其中P = 7，DP = 0，PF = FF, PS = 0E, SA = 08，PGN = 65294 (OOffOe)，傳送速率有變化就發(fā)送； 其中P = 7，DP = 0，PF = FF, PS = OF, SA = 09，PGN = 65295 (OOffOf)，傳送速率有變化就發(fā)送。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在中央信息集成系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)兩路CAN總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的方法，LCD顯示的內(nèi)容包括車輛運(yùn)行狀況和車身狀態(tài)顯示、導(dǎo)航定位顯示及倒車后視顯示；實(shí)現(xiàn)兩路CAN之間數(shù)據(jù)過濾及轉(zhuǎn)發(fā)的方法包括步驟a.判斷該CAN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)是否空閑，且在CAN信息FIFO緩沖區(qū)內(nèi)是否有數(shù)據(jù)；若.f.則執(zhí)行步驟e，否則，順序執(zhí)行下一步驟；b.從上述緩沖區(qū)讀一幀數(shù)據(jù)，判斷該數(shù)據(jù)幀是否要轉(zhuǎn)發(fā)；若.f.則執(zhí)行步驟d，否則，順序執(zhí)行下一過程；c.置轉(zhuǎn)發(fā)忙標(biāo)志位，并將該數(shù)據(jù)幀傳給另一路CAN接口，發(fā)送該數(shù)據(jù)幀后，清轉(zhuǎn)發(fā)忙標(biāo)致位；返回上述步驟a；d.調(diào)整發(fā)送數(shù)據(jù)指針，處理該數(shù)據(jù)幀；e.按照幀定義在中央信息集成系統(tǒng)中執(zhí)行相應(yīng)控制顯示，包括數(shù)據(jù)過濾及轉(zhuǎn)發(fā)中參數(shù)組及相應(yīng)的參數(shù)定義。
文檔編號H04L12/40GK101870278SQ20101022069
公開日2010年10月27日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者張宏偉, 曹健, 李艷文, 王旭, 龔進(jìn)峰 申請人:中國汽車技術(shù)研究中心