基于arm技术的can总线和以太网间的互联设计.pdfVIP

肷人虱玟不嵌入式技术 沈跃，王家鼎 (上海大学机电工程与自动化学院，上海200072) 关键词：网关CAN总线以太网 嵌入式斗C／OS—II CAN总线是一种设备互联的总线型控制网络，与其 需要设置IP地址和CAN控制器的传输速率。 他现场总线相比，CAN总线的数据通信具有突出的可靠 网关的应用给系统带来方便的同时，也付出了一定 性、实时性和灵活性。这些特点使其可以满足过程控制 的代价。在设计中必须考虑实时性与安全性，以提高系 和制造业自动化的需求，因此被认为是最具发展前途的 统的整体效率。 现场总线之一。但是，由于其收发器驱动能力的限制， (1)实时性。由于使用网关，对数据的处理必须经历 约束了CAN总线的最远直接传输距离和总线上可以挂 先存储、再转换、最后再发送的过程，这增加了存储转发 接的最大节点数，给系统组网带来了一定的困难。另一 延时。因此在设计中必须考虑系统的实时性，要求系统 方面，由于以太网的低成本、开放性、应用软硬件的支持 在存储新接收到的数据后，立即启动协议转换和数据转 以及强大的组网能力，目前已经是应用最广泛的局域网 发任务，尽量减小系统延时。 ’ 络技术。越来越多的工程师们开始采用CAN总线与以 太网结合的技术。针对这一情况，本文提出一种CAN总 网间的通信产生影响，甚至导致子网与整个系统的通信 线与以太网互联的系统设计方案，实现CAN总线网和瘫痪。因此在硬件设计中，要尽量避免干扰等问题的出 以太网的数据互联。 现，软件必须具备对可纠正错误及时作出反应、并把错 1系统结构 误信息返回给用户的能力。 CAN现场总线与以太网互联系统的网络架构图如 2系统硬件设计 图1所示。 系统硬件设计分为三部分：CAN接口、以太网网络 接口、人机接口。 2．1主控制器的选择 幸 中 幸 CAN总线子网 CAN总线子网 CAN总线子网 脚工作电压为3．3V。 图1系统网络结构不惹图 互联网关的嵌入不仅使管理深入到控制现场，同时 存储器，完全可以满足系统代码的容量。独特的加速结构 给系统组网带来了很大方便，这主要体现在： 协议栈中的ARP、TCP、UDP、ICMP等网络协议。 (1)增大了系统的最大CAN节点数。一个CAN子网 在不接中继器的条件下，最多可以挂接110个节点，而 每个网关可以连接一个子网，通过多个网关可以把多个 用冗余设计。CAN控制器主要特性有：单个总线上的数 子网联系在一起，从而增加了系统的节点数。 (2)扩大了系统的组网范围。CAN的直接通信距离 只有10千米左右，系统按照现场区域和节点数构建子 网，子网与子网通过以太网连接，从而突破了区域和距 标准标识符提供了FuUCAN—style自动接收。 离的限制。 (3)实现了具有不同传输速度的现场总线子网的相外部存储器或外部I／O器件提供了一个接口。利用这种 互通信。网关提供一个友好的人机接口，用户可以根据 外部总线可以方便地与以太网网卡控制器连接。 56 www．aetnet．com．cn 欢迎网上投稿www．aet眦t．cn 《电子技术应用》2006年第5期 万方数据 肷人虱玟不嵌入式技术 2．2CAN接口部分 3．2系统构成 考虑系统的安全性，CAN接口采用冗余设计。当正