解读汽车电子CAN总线网络设计的关键问题

2014-04-17 16:28 来源:电子信息网 作者:云际

CAN总线网络设计对于CAN总线是非常重要的,而解决CAN网络应用层协议设计的问题更是重中之重。就如同集成电路、微处理器的诞生一样,数据总线技术的问世成为了汽车电子技术发展的一个重要里程碑。如今,随着CAN总线技术在汽车电子领域日益广泛的应用,其协议一致规范表述的重要性也逐渐凸现。根据ISO(国际标准化组织)定义的OSI模型,CAN协议定义了物理层及数据链路层规范,为不同的汽车厂商制定符合自身需要的应用层协议提供了便利。如果需要建立更加完善的系统,还需要在CAN的基础上选择合适的应用层协议。

解决关键问题,首先有必要解析一下CAN总线协议应用层与应用程序。应用层和应用程序是不一样的。应用层是指通讯功能的应用层。它并不定义和描述应用程序参数,它提供的只是通讯功能与应用程序的通讯接口。包括:定义通讯服务、传送过程数据、诊断信息及标定信息。设备监控和网络管理也一般定义为应用层的一部分,有的也将传输层的部分内容纳入应用层实现,比如超过8个字节的数据传输。而应用程序就完全是指控制算法等应用代码。它定义控制算法相关的数据和参数。

那么到底是CAN测试重要还是协议制定重要?其实测试和设计的重要性在不同设计思路中有不同的体现。目前应用层协议制定的方法可以分为两大类,一类是测试为重心的方法;一类是设计为重心的方法。第一种方法也称为投票法或试验法,这是一种工程设计方法,各个供应商对协议提出要求,整车厂集成要求,通过测试验证协议可行性,随后发布协议。测试的功能除了验证协议的实现外,还有一个重要的任务就是对协议设计进行测试,试图解决ID分配不合理、消息冲突问题等等。这种方法的重心就是测试,因此测试比较重要。

第二种方法是系统级设计法,这是一种理论设计方法,它提出了完全不同的需求,供应商只需要提供相应的参数,根据一定的理论模型对网络通讯特性进行计算,如信号延迟、总线负载等。以此为基础,考虑设计需求,通过一定的调度算法,对每条消息的ID进行分配。方法的核心就是优化这些特性参数,保证整车网络通讯的实时性能。因此在这种设计方法中,设计是重点。

综上所述,CAN总线协议中,其中有三个方面的设计非常重要,就是ID、周期和信号和消息的映射关系。

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