can優(yōu)先級(jí)

1、一種CAN報(bào)文優(yōu)先級(jí)產(chǎn)生與檢測方法佟為明金顯吉林景波陳培友（哈爾濱工業(yè)大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院，哈爾濱150001）摘要CAN為國際標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線，應(yīng)用廣泛。本文在分析CAN的MAC機(jī)制內(nèi)容基礎(chǔ)上，提出了一種CAN報(bào)文優(yōu)先級(jí)產(chǎn)生與檢測方法。簡述了實(shí)現(xiàn)該方法的硬件支持，詳細(xì)闡述了該方法的基本原理及相應(yīng)的軟件實(shí)施流程，并且通過應(yīng)用實(shí)例加以驗(yàn)證。關(guān)鍵詞CANMAC機(jī)制報(bào)文優(yōu)先級(jí)檢測方法中圖分類號(hào)TP336文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)科分類與代碼621

2、.3AMethodofPriityGenerationDetectionfCANMessageTongWeimingJinXianjiLinJingbo（SchoolofElectricalEngineeringAutomationHarbinInstituteofTechnologyHarbin150001China）AbstractCANbusisakindofinternationalfieldbusstardisusedwide

3、ly.BasedonanalyzingtheMACmechanismofCANamethodofpriitygenerationdetectionfCANmessageisproposed.Ahardwareimplementisdescribedthen.Thebasicprinciplessoftwareimplementationprocessareintroducedindetailsthemethodhasbeenverifi

4、edbyapplicationexamples.KeywdsCANMACmechanismmessagepriitydetectionmethod1引言作為國際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898和ISO11519的控制器局域網(wǎng)CAN[1]，最初雖然是為汽車的監(jiān)測、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，但由于它在性能、可靠性等方面的突出優(yōu)勢，現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域[2]。在CAN總線技術(shù)中，其MAC機(jī)制是基本的和關(guān)鍵的部分之一[3]。在CAN的技術(shù)規(guī)范中首先提到的就是仲

5、裁，而仲裁規(guī)則是通過報(bào)文優(yōu)先級(jí)體現(xiàn)的。目前國內(nèi)外雖然對(duì)CAN報(bào)文優(yōu)先級(jí)有一些理論研究和分析，但尚未見到有文獻(xiàn)介紹有效的方法或手段來產(chǎn)生和檢測報(bào)文的優(yōu)先級(jí)。這在很大程度上阻礙了CAN總線的進(jìn)一步研究與應(yīng)用。本文給出了一種CAN報(bào)文優(yōu)先級(jí)產(chǎn)生與檢測方法，清晰地解析了CAN總線的非破壞性逐位仲裁機(jī)制。2CAN的MAC機(jī)制分析CAN技術(shù)規(guī)范中的MAC機(jī)制就是指對(duì)媒體訪問的控制仲裁機(jī)制[45]。CAN網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的報(bào)文可被網(wǎng)絡(luò)上所有其它節(jié)

6、點(diǎn)監(jiān)聽并應(yīng)答。當(dāng)總線開放時(shí)，任何CAN節(jié)點(diǎn)均可開始發(fā)送報(bào)文，若多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)開始發(fā)送報(bào)文，總線訪問沖突借助標(biāo)識(shí)符進(jìn)行逐位仲裁來解決。仲裁期間，每一個(gè)發(fā)送器都將發(fā)送的位電平與在總線上監(jiān)視到的電平進(jìn)行比較，若相同，則該單元可以繼續(xù)發(fā)送；若不同，該單元丟失仲裁，并且必須退出而不再發(fā)送后續(xù)位。這里指出，對(duì)于多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送情況下總線訪問的仲裁，CAN采用的是帶優(yōu)先權(quán)的非破壞性逐位仲裁機(jī)制來解決總線沖突的；對(duì)于一個(gè)節(jié)點(diǎn)想要發(fā)送而另一個(gè)節(jié)點(diǎn)正在發(fā)送的

7、總線訪問情況，CAN采用的是載波監(jiān)聽技術(shù)。這二者共同的基礎(chǔ)是CAN總線上一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的報(bào)文可被所有節(jié)點(diǎn)(包括自身)監(jiān)聽。帶優(yōu)先權(quán)的非破壞性逐位仲裁機(jī)制所依賴的其它基礎(chǔ)是顯性位(“0”)的優(yōu)先權(quán)高于隱性位(“1”)，即當(dāng)一個(gè)隱性位和一個(gè)顯性位同時(shí)被發(fā)送至總線上時(shí)，總線上所出現(xiàn)的結(jié)果為一個(gè)顯性位，“非破壞性”即是對(duì)高優(yōu)先權(quán)的“0”而言的；參與逐位仲裁的位為仲裁場(11位標(biāo)識(shí)符和RTR位(對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)格式))，如圖1所示。發(fā)明專利（2006100

8、10367.7）和黑龍江省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目（11523022）（3）節(jié)點(diǎn)1軟件流程中第一次配置仲裁場、控制場及數(shù)據(jù)場是為連續(xù)報(bào)文發(fā)送做準(zhǔn)備，第二次配置是開始系統(tǒng)初始化子程序CAN控制器寄存器配置子程序仲裁場和控制場配置子程序數(shù)據(jù)場配置子程序鍵盤掃描子程序報(bào)文連續(xù)發(fā)送提示子程序鍵盤掃描子程序啟動(dòng)發(fā)送仲裁場和控制場配置子程序啟動(dòng)連續(xù)發(fā)送上一幀報(bào)文是否已發(fā)送完畢NYMAC幀檢測子程序結(jié)束A）節(jié)點(diǎn)1軟件流程開始系統(tǒng)初始化子程序CAN控制器

9、寄存器配置子程序仲裁場和控制場配置子程序數(shù)據(jù)場配置子程序鍵盤掃描子程序啟動(dòng)發(fā)送結(jié)束報(bào)文發(fā)出提示子程序B）節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)3軟件流程開始系統(tǒng)初始化子程序CAN控制器寄存器配置子程序報(bào)文接收及顯示子程序是否有目標(biāo)報(bào)文該接收NY結(jié)束報(bào)文接收等待子程序C）節(jié)點(diǎn)4軟件流程圖3各節(jié)點(diǎn)軟件流程為標(biāo)定報(bào)文檢測起始標(biāo)志做準(zhǔn)備。（4）節(jié)點(diǎn)1軟件流程中第一次鍵盤掃描目的是為啟動(dòng)連續(xù)報(bào)文發(fā)送，第二次鍵盤掃描是為停止連續(xù)報(bào)文發(fā)送。（5）CAN的MAC幀檢測是過檢測單