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低速车身控制系统实施高速的CAN协议 1．低速低速车身控制系统的含义 低速(小于125kbit/s)车身控制系统主要指汽车灯光、刮水器、电动窗、后视镜、中央门锁、加热-通风-空调以及其他低速数据的通信系统。低优先级和低通信量的低速车身控制信息，若采用高速数据总线结构，那是不合理的，尤其是生产成本和维修费用令人难以接受。 近年来，各种有专利权的协议已经用于车身控制系统。这些协议是不通用的，而且有一定的局限性。ISO提出了CAN作为汽车高速数据总线的标准，目前CAN芯片的制造厂商有英特尔、摩托罗拉、NEC、飞利浦、西门子和国家半导体等公司，在市场上很容易购到，因为CAN技术除了在汽车上，在飞机、轮船以及工业控制中都得到了广泛的应用。 CAN虽然是国际标准化组织推荐的汽车高速网络标准，当然也可将其用于低速的车身控制系统。从工程的观点出发，如果选用同类的CAN协议，则很容易从高速到低速网络或从低速到高速网络桥接数据。然而，当CAN系统被配置于低速应用，若CAN的芯片仍然与高速应用的芯片相同，这是不经济的。由沃威克大学先迸技术中心与飞利浦公司开发的串行链路输入/输出控制器区域网(SLIO CAN)发展和改进了CAN技术，能以低成本的造价满足低速车身控制系统的应用。 2.什么是串行链路输入/输出控制器区域网（SLIO CAN） SLIO CAN是一种用来完成简单输入/输出功能的低智能CAN芯片。SLIO CAN的最简单结构可以看作带有内部CAN控制器的I/O端口，它具有CAN协议规定的全部特征和能力以及符合CAN2.Oa和CAN2.Ob(无源)规格。它具有11位CAN标识符和29位忽略标识符，不会便总线出错。 SLIO CAN若扩展到低速应用，采用它的内部振荡器，可达到125kbit/s的速率;如果采用外部晶体振荡器，它也可以操作在250kbit/s的速率。一般情况下，推荐它操作于无外部晶体时钟的条件，目的是便SLIO接口简单而便宜。 标准的CAN与SLIO CAN对比，前者的所有微控制器通过物理层连接到一根双绞总线上;而后者是用低智能的只带有内部CAN控制器的I/O端口——SLIO CAN代替微控制器，也就是说，SLIO CAN系统中只用了唯一的一个微控制器。 由于SLIO CAN是一种低智能装置，它要靠1个智能主节点编程和控制。智能主节点是1种含有微控制器的CAN节点。全部16个SLIO都受控于SLIO CAN总线上的一一个主节点。由于各个SLIO中有4个标识位，产生-16个不同的标识符(表3-5-l的P0、 P1、P2和P3)。考虑合并两个不同制造厂有不同标识符设定(如各不相同的IDI)的SLIO，将会给出32个SLIO节点(如飞利浦和国家半导体公司各16个)。11位CAN标识符中的IDO指示的数据传输的方向有两种情况:当IDO为“0”时，信息方向从主控制器传送至SLIO，而当TOO为“1”时，信息方向刚好相反。在SLIO CAN系统中，主控制器也能使用遥控帧轮询它的SuIe)从节点。另外，SLIO CAN系统中的数据字节，一直被制造厂固定为2个或3个字节。在数据字段 (主存储器中保存数据记录的一个区域)中，第一数据字节起到命令寄存器和状态寄存器一样的功用，而其余的数据字节将与SLIO的输入/输出引脚相适配(8位或16位)。各个SLIO端口的引脚可以单独编程。 表1 与CAN 11位标识符相关的SLIO标识符 11位CAN标符 ID+0 ID9 ID8 ID7 ID6 ID5 ID4 ID3 ID2 ID1 ID0 SLIO标识符 0 1 P3 1 0 P2 P1 P0 1 0 Dir Dir:SLIO CAN信息的方向位；P0~P3：SLIO标识符设定点。 3.SLIO的物理寻址方法 由于SLIO标识符为4位，SLIO CAN继承了由一特定标识符指定每个SLIO CAN节点的物理寻址方法。一般情况下，不再采用CAN系统的功能寻址方法。例如，在车内的某一个SLIO CAN系统中，为了接通右转向信号灯，两个数据帧必须送到汽车的前、后SLIO分支点，如果采用了功能寻址，那么，被调作“转向信号”的功能帧将在网络上广播，这样，全部对应的接收器将会接收和处理转向的信息，结果导致数据混乱。除此之外，SLIO还按虚拟主-从结构操作至一定的级别，SLIO主节点的相关情况如图1所示。 图1 在同一总线上包括有其他CAN节点的SLIO 前述提到，在一根CAN总线上的全部16个SLIO，只须由1个主节点控制，在某些情况下它们可以分为组并受几个主控制器的控制。不管怎么说，同一总线上的SLIO的总数不能超过16(或32)个。而在多主机的条件下，仅需对一个主机定标。从图1中可看出，由于CAN的广播方