Can通信系統(tǒng)中物理層信號傳輸仿真系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種CAN通信系統(tǒng)中物理層信號傳輸仿真系統(tǒng)，其包括終端電阻、CAN物理通信介質(zhì)及CAN收發(fā)器，所述CAN物理通信介質(zhì)用于完成信號傳輸，所述CAN收發(fā)器提供對總線的差動發(fā)送和接收功能。所述CAN物理通信介質(zhì)采用雙絞線，所述雙絞線為分布參數(shù)模型，基于Modelica語言完成電路模型的搭建，其包含分布電阻、分布電容和分布電感。本發(fā)明考慮了終端電阻、CAN物理通信介質(zhì)和CAN收發(fā)器，使仿真模型更為精確，更接近于真實系統(tǒng)，更能全面地表達通信實際狀況。
【專利說明】CAN通信系統(tǒng)中物理層信號傳輸仿真系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及CAN通信系統(tǒng)，具體地說是一種CAN通信系統(tǒng)中物理層信號傳輸仿真系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]CAN (Controller Area Network),即控制器局域網(wǎng)。CAN總線傳輸方式能夠有效解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)交換方法(即點對點的傳輸方式)無法滿足現(xiàn)代汽車中所使用的大量電子控制系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)的通信要求的問題。傳統(tǒng)的測試方法，例如對汽車節(jié)點設(shè)備(包括電子控制系統(tǒng)、發(fā)動機、儀表、傳感器、通訊系統(tǒng)等)之間的通信測試時，往往需要完成整個系統(tǒng)的實物驗證，即將所有實物節(jié)點接入CAN總線進行測試，在要求保障整體系統(tǒng)已開發(fā)完畢的前提下，致使其不利于單獨設(shè)備的開發(fā)改進工作，且研發(fā)周期長，測試費用高，增大了資源的投入。
[0003]現(xiàn)有的CAN通信仿真軟件多集中在汽車行業(yè)，且為定制軟件，并且其對物理層考慮不足，沒有充分考慮物理層對整個通信系統(tǒng)的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對上述問題，提供一種CAN通信系統(tǒng)中物理層信號傳輸仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)建立了精確的物理層模型，對CAN通信系統(tǒng)的仿真更為真實。
[0005]按照本發(fā)明的技術(shù)方案:一種CAN通信系統(tǒng)中物理層信號傳輸仿真系統(tǒng),其包括終端電阻、CAN物理通信介質(zhì)及CAN收發(fā)器，所述CAN物理通信介質(zhì)用于完成信號傳輸，所述CAN收發(fā)器提供對總線的差動發(fā)送和接收功能。
[0006]所述CAN物理通信介質(zhì)采用雙絞線，所述雙絞線為分布參數(shù)模型，基于Modelica語言完成電路模型的搭建，其包含分布電阻、分布電容和分布電感。
[0007]所述CAN收發(fā)器根據(jù)Modelica語言非因果建模原理和模塊化建模方法搭建物理層模型。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)效果在于:本發(fā)明考慮了終端電阻、CAN物理通信介質(zhì)和CAN收發(fā)器，使仿真模型更為精確，更接近于真實系統(tǒng)，更能全面地表達通信實際狀況。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0010]圖2為本發(fā)明中的收發(fā)器的電氣原理圖。
[0011]圖3為本發(fā)明中的雙絞線的等效電路圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的說明。
[0013]CAN通信協(xié)議的仿真測試系統(tǒng)，包括物理層模塊、數(shù)據(jù)鏈路層模塊及應(yīng)用層模塊。數(shù)據(jù)鏈路層模塊包括CAN核心控制器，CAN核心控制器包括發(fā)送模塊、接收模塊及仲裁模塊，發(fā)送模塊用于將信息幀發(fā)往物理層，接收模塊用于從物理層獲取信息幀，仲裁模塊用于對發(fā)送出的與接收到的信息幀進行仲裁；應(yīng)用層模塊包括模擬中心計算機及模擬執(zhí)行設(shè)備，用于模擬節(jié)點設(shè)備仿真模型。
[0014]如圖1所示，本發(fā)明是一種CAN通信系統(tǒng)中物理層信號傳輸仿真系統(tǒng)，包括終端電阻、CAN物理通信介質(zhì)及CAN收發(fā)器，CAN物理通信介質(zhì)用于完成信號傳輸，CAN收發(fā)器提供對總線的差動發(fā)送和接收功能。
[0015]CAN物理通信介質(zhì)采用雙絞線，雙絞線為分布參數(shù)模型，基于Modelica語言完成電路模型的搭建，其Π型等效電路如圖3所示，其包含分布電阻、分布電容和分布電感。當信號波特率較大，雙絞線長度相對于信號的波長不小時，雙絞線不僅要考慮分布電阻，也要考慮分布電容和分布電感的效應(yīng)。
[0016]CAN收發(fā)器以PCA82C250芯片的等效電路圖為數(shù)學模型，根據(jù)Modelica語言非因果建模原理和模塊化建模方法搭建物理層模型。
[0017]CAN收發(fā)器的電氣原理圖如圖2所示，其中TX為發(fā)送端、RX為接收端，其工作過程為:該電路根據(jù)發(fā)送端數(shù)據(jù)為“O” “I”實時調(diào)整電阻RH和RL的大小，達到輸出高低電平的目的。CANH傳輸高電平電壓，CANL傳輸?shù)碗娖诫妷?；同理，電壓差比較器根據(jù)CANH和CANL電壓信號差得到對應(yīng)的傳輸信號“O”或“ I ”，然后通過RX端傳輸給CAN核心控制器進行后續(xù)處理。
[0018]本發(fā)明通過Modelica語言，使用MWorks工具，實現(xiàn)了 CAN通信系統(tǒng)物理層和信息層組成的CPS系統(tǒng)仿真驗證模型的建模；物理層考慮了終端電阻、CAN物理通信介質(zhì)和CAN收發(fā)器，使仿真模型更為精確。本發(fā)明使通信系統(tǒng)仿真模型更接近于真實系統(tǒng)，更能全面地表達通信實際狀況。
[0019]本發(fā)明對CAN通信系統(tǒng)的設(shè)計和分析提供了有用的工具。全部數(shù)字仿真加部分硬件的無縫接入聯(lián)合仿真，結(jié)合精確的物理層模型，可以對CAN通信系統(tǒng)進行逼真的仿真分析，從而可以有效地降低總線節(jié)點的設(shè)計、開發(fā)和測試成本，縮短研發(fā)周期。
【權(quán)利要求】
1.一種CAN通信系統(tǒng)中物理層信號傳輸仿真系統(tǒng)，其特征是:包括終端電阻、CAN物理通信介質(zhì)及CAN收發(fā)器，所述CAN物理通信介質(zhì)用于完成信號傳輸，所述CAN收發(fā)器提供對總線的差動發(fā)送和接收功能。
2.按照權(quán)利要求1所述的CAN通信系統(tǒng)中物理層信號傳輸仿真系統(tǒng)，其特征是:所述CAN物理通信介質(zhì)采用雙絞線，所述雙絞線為分布參數(shù)模型，基于Modelica語言完成電路模型的搭建，其包含分布電阻、分布電容和分布電感。
3.按照權(quán)利要求1所述的CAN通信系統(tǒng)中物理層信號傳輸仿真系統(tǒng)，其特征是:所述CAN收發(fā)器根據(jù)Modelica語言非因果建模原理和模塊化建模方法搭建物理層模型。
【文檔編號】H04L29/08GK103763166SQ201310717056
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】張作寶, 趙建軍, 楊孟飛, 顧斌, 王磊, 趙雷 申請人:蘇州同元軟控信息技術(shù)有限公司