一種新型CAN總線冗余電路設(shè)計(jì)與研究

對(duì)于所有節(jié)點(diǎn)來說，雙CAN總線有同時(shí)運(yùn)行和熱備份兩種運(yùn)行方式。由于采用雙驅(qū)動(dòng)器冗余，只有一個(gè)總線控制器，所以每個(gè)節(jié)點(diǎn)不能同時(shí)從兩路總線接收數(shù)據(jù)，故本文的驅(qū)動(dòng)器冗余方式不能實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格意義上的同時(shí)運(yùn)行方式。另外，同時(shí)運(yùn)行方式功耗大，總線通信利用率低。
若采用圖3所示的電路，只能實(shí)現(xiàn)表1中的方式5和6，若采用圖4所示的電路，只能實(shí)現(xiàn)表1中的方式1和4。方式2和3具有非常特殊的作用：a．雙總線同時(shí)運(yùn)行時(shí)，可以為兩個(gè)不同的節(jié)點(diǎn)傳遞報(bào)文，提高總線通信利用率；b．可能實(shí)現(xiàn)單節(jié)點(diǎn)調(diào)試。因?yàn)閱喂?jié)點(diǎn)采用其他方式調(diào)試時(shí)，報(bào)文發(fā)送后由于得不到應(yīng)答而會(huì)檢測(cè)到錯(cuò)誤并不斷重發(fā)報(bào)文，節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)為被動(dòng)出錯(cuò)節(jié)點(diǎn)。

3 軟件編程
CAN總線節(jié)點(diǎn)的通信程序主要包括初始化、報(bào)文發(fā)送和報(bào)文接收三部分。
(1)CAN節(jié)點(diǎn)初始化主要是配置控制組寄存器。在初始化前，必須確保CAN控制器進(jìn)入復(fù)位模式。初始化主要有：配置總線定時(shí)器BTR0和BTR1，設(shè)定總線通信波特率；配置輸出控制寄存器OCR，設(shè)定控制器輸出管腳CTXO和CTX1的輸出模式；配置驗(yàn)收碼寄存器ACR和驗(yàn)收屏蔽碼寄存器AMR，設(shè)定驗(yàn)收碼和驗(yàn)收屏蔽碼。
(2)報(bào)文發(fā)送程序?qū)?bào)文(目標(biāo)節(jié)點(diǎn)ID、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和數(shù)據(jù))送入發(fā)送緩沖器，然后啟動(dòng)發(fā)送指令即可，CAN控制器能自動(dòng)報(bào)文發(fā)送過程。報(bào)文發(fā)送可通過中斷和查詢兩種方式實(shí)現(xiàn)，但是中斷方式效率高，采用較多。
(3)報(bào)文接收程序是從CAN控制器的接收緩沖器讀取節(jié)點(diǎn)需要的數(shù)據(jù)并保存。數(shù)據(jù)接收也可通過中斷和查詢兩種方式實(shí)現(xiàn)，普遍采用效率高的中斷方式。

4 結(jié) 論
本文所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)器冗余電路簡(jiǎn)單，能較好地提高硬件可靠性，相對(duì)降低了成本，同時(shí)，為雙總線運(yùn)行提供了更多的方式，使得編程更加靈活，可以提高總線通信利用率。除此之外，在報(bào)文發(fā)送出現(xiàn)沖突時(shí)，還可以通過軟件轉(zhuǎn)移負(fù)荷，平衡雙總線的通信負(fù)荷。