μC/OSII的CAN驅動程序設計

　　編寫的CAN中斷服務程序應該越短越好，在不影響系統(tǒng)性能的情況下盡量將中斷服務任務放到中斷服務程序外執(zhí)行，以便盡早退出FIQ中斷模式，從而使節(jié)點能夠響應新的中斷，減少系統(tǒng)中的中斷延時。其中，接收中斷處理是最占用節(jié)點資源的，它不僅需要根據(jù)ICAN協(xié)議對報文進行解析，還需要執(zhí)行報文指定的功能，所以必須放到中斷服務程序外執(zhí)行。解決的辦法是，通過μC/OSII中的OSTaskCreate（）函數(shù)建立一個報文處理任務，這個任務由一個請求消息隊列函數(shù)OSQPend()和一個報文解析處理函數(shù)組成。報文處理函數(shù)如下：

voidCAN_RMSG_HANDLE(void* ptmr) {
　　ptmr = ptmr;
　　for( ; ; ) {
　　OSQPend(CAN1_Q_RX,0,CAN_Q_ERROR);//根據(jù)ICAN協(xié)議解析報文實現(xiàn)報文指定功能
　　}
}

　　如果需要發(fā)送CAN報文，首先要查詢是否有可用的發(fā)送緩沖區(qū)：若有則可用就直接發(fā)送，無須通過消息隊列作為中介，從而提高程序運行效率；若都被鎖定，則調用OSQPost（）將報文發(fā)送到報文發(fā)送函數(shù)的消息隊列MESSAGE_TX中，并執(zhí)行TX_CNT++操作。

　　② 在繁忙的CAN網(wǎng)絡中，節(jié)點可能會由于仲裁丟失而無法及時將數(shù)據(jù)傳輸，因此必須要對待發(fā)送的數(shù)據(jù)進行存儲，等待節(jié)點獲得總線使用權時再發(fā)送出去。LPC2368的CAN控制器有一個三態(tài)發(fā)送緩沖區(qū)，最多能夠存儲3個報文。若3個緩沖區(qū)都處于鎖定狀態(tài)（報文正在等待發(fā)送或正處于發(fā)送過程），而又有一個報文需要發(fā)送，則需要額外的緩沖區(qū)先將它存儲起來，以待節(jié)點獲得總線使用權時再發(fā)送。

　　定義一個指針數(shù)組，把建立的消息數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的首地址存入這個數(shù)組中，然后再調用OSQCreate（）函數(shù)來創(chuàng)建一個用于存儲發(fā)送報文的消息隊列MESSAGE_TX，最后通過OSTaskCreate（）函數(shù)建立一個負責發(fā)送報文的任務。該任務由一個請求消息隊列函數(shù)OSQPend()和一個請求信號量函數(shù)OSSemPend（）組成。報文發(fā)送函數(shù)如下：

void CAN_MESSAGE_SEND(void*ptmr ) {
　　ptmr = ptmr;
　　for( ; ; ) {
　　　　S = OSQPend(MESSAGE_TX , 0 , Q_ERROR);
　　　　OSSemPend(CAN_TX_OVER , 0, SEM_ERROR);
　　　　OS_ENTER_CRITICAL( );//進入臨界代碼區(qū)
　　　　SEND_TX_BUFFER( S );
　　　　TX_CNT--;
　　　　OS_EXIT_CRITICAL( );
　　}
}

　　其中，變量TX_CNT記錄MESSAGE_TX中的報文數(shù)目。任務向MESSAGE_TX發(fā)送一個報文，TX_CNT就加1；報文發(fā)送函數(shù)成功發(fā)送一個報文，TX_CNT就減1。這樣，中斷服務程序就可以根據(jù)TX_CNT來判斷是否有向CAN_TX_OVER發(fā)送信號量的必要，減少了不必要的冗余操作。

　　除非在CAN節(jié)點任務中有比將處理好的CAN報文發(fā)送出去更重要的任務要做，一般來講，報文發(fā)送任務在節(jié)點任務中應該具有最高的優(yōu)先級，以保證CAN系統(tǒng)的實時性。

　　③ LPC2368的最高運行速率可達72 MHz，而CAN最高傳輸速率為1 Mb/s。一般情況下，即使連續(xù)接收到2個報文，CPU也完全有能力在接收完第、2個報文前將第1個報文處理完畢，所以只需要建立一個報文處理任務。

　　還有些要完成較復雜任務的節(jié)點，譬如車載網(wǎng)絡中的中央控制部件（BSI）。在全CAN車載網(wǎng)絡中，它同時連接內部網(wǎng)、車身網(wǎng)和舒適網(wǎng)3個網(wǎng)絡。作為汽車車載網(wǎng)絡系統(tǒng)中樞，BSI任務繁重，對CAN報文的處理經常會被各種中斷和內部任務打斷，所以不能保證及時處理上一次接收的CAN報文。另外，由于消息隊列是采取先進先出（FIFO）或者后進先出（LIFO）的方式來組織報文的，當消息隊列中積攢多個還沒處理的報文時，無法先取出優(yōu)先級最高的報文進行處理。為了能夠優(yōu)先處理重要設備發(fā)送過來的報文，必須針對系統(tǒng)中每個與本節(jié)點有進行CAN通信關系的節(jié)點建立一個獨立的報文處理任務。這個任務包含一個獨立的消息隊列，并且發(fā)送報文的節(jié)點優(yōu)先級越高，該任務設置的優(yōu)先級也應該越高。為此CAN1_RI_HANDLE()函數(shù)也應該做出相應的修改。修改之后的程序代碼如下所示：

void CAN1_RI_HANDLE() {
　　RI_DATA.FRAME = CAN1RFS;
　　RI_DATA.ID = CAN1RID;
　　RI_DATA.DataA = CAN1RDA;
　　RI_DATA.DataB = CAN1RDB;//解析報文標識符RI_DATA.ID中的SrcMACID段，根據(jù)解析結果使用OSQPost( )將RI_DATA發(fā)送到對應節(jié)點任務的消息隊列中
　　CAN1_COMMAND_RRB();//釋放接收緩沖區(qū)
}

　　再結合CAN鏈路層的仲裁機制，就可以保證優(yōu)先級別高的節(jié)點優(yōu)先發(fā)送報文，并被接收節(jié)點優(yōu)先處理。至此，CAN驅動程序的整個脈絡已經非常清晰，其總體流程略——編者注。

結語

　　本文基于μC/OSII操作系統(tǒng)、針對實時性要求較高的CAN系統(tǒng)編寫的CAN驅動程序簡潔、高效，在不同的應用環(huán)境下只需添加相應的用戶代碼，就可以組成完整的CAN驅動程序。但在提高高優(yōu)先級節(jié)點實時性的同時，在一定程度上也降低了低優(yōu)先級節(jié)點的實時性，所以在工程應用中應根據(jù)實際需要兼顧高低優(yōu)先級節(jié)點的實時性能。