一種雙can總線保證數(shù)據(jù)通信可靠性的系統(tǒng)架構(gòu)及其方法
【專利摘要】本發(fā)通過檢測雙路CAN總線報(bào)文傳輸至CAN控制器節(jié)點(diǎn)時(shí)間，CAN控制器節(jié)點(diǎn)以此時(shí)間作為冗余超時(shí)判斷機(jī)制，并由接收方節(jié)點(diǎn)判斷接收到的雙路CAN總線同步報(bào)文的有效性進(jìn)行處理。這種雙路CAN總線同步傳輸?shù)淖龇梢宰畲蟪潭壬媳ＷC數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，同時(shí)由于超時(shí)機(jī)制存在，對系統(tǒng)故障的判斷非常及時(shí)。雙路同步熱冗余的方式使得在總線故障或節(jié)點(diǎn)故障時(shí)可以保證至少有一路CAN總線的正常運(yùn)行，且不需要冗余切換過程。
【專利說明】一種雙CAN總線保證數(shù)據(jù)通信可靠性的系統(tǒng)架構(gòu)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及總線數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，特別涉及一種雙CAN總線保證數(shù)據(jù)通信可靠性的系統(tǒng)架構(gòu)及其方法，適用于船用、樓宇、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域采用CAN總線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成可靠性通信的場合。
【背景技術(shù)】
[0002]CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network)的簡稱,是由研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國BOSCH公司開發(fā)的，并最終成為國際標(biāo)準(zhǔn)(I SO11898 )，是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。
[0003]CAN總線技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種檢測和控制系統(tǒng)中。CAN總線有諸多的優(yōu)點(diǎn)，如支持多主結(jié)構(gòu)、基于優(yōu)先級的無破壞性仲裁機(jī)制、較高的傳輸速率等，可以滿足多數(shù)應(yīng)用系統(tǒng)對實(shí)時(shí)性和可靠性的要求。但是CAN總線本身只定義了底層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)方式，沒有規(guī)定應(yīng)用層，應(yīng)用層的實(shí)現(xiàn)仍需要一個(gè)高層協(xié)議來定義，對于保證工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)時(shí)性和可靠性的要求仍顯不足，主要存在:1) CAN總線本身是基于事件觸發(fā)的，總線上數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間存在不確定性，同時(shí)總線仲裁導(dǎo)致優(yōu)先級反轉(zhuǎn)更加劇這種可能性；2) CAN總線數(shù)據(jù)鏈路層編碼機(jī)制使得報(bào)文填充及長度不確定，對其內(nèi)部復(fù)雜的錯(cuò)誤檢測機(jī)制有影響，數(shù)據(jù)通訊可靠性并不能達(dá)到預(yù)期。
[0004]目如，提聞CAN總線實(shí)時(shí)性和可罪性的技術(shù)方案有很多，實(shí)時(shí)性的提聞多停留在理論階段，比如針對CAN總線時(shí)間傳輸不確定性提出的TTCAN技術(shù)，是在數(shù)據(jù)鏈路層之上增加以時(shí)間片觸發(fā)方式發(fā)送的機(jī)制，使得任何優(yōu)先級任務(wù)都可以得到執(zhí)行，但是這種各個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)之間需要精確時(shí)鐘同步，增加了應(yīng)用成本及設(shè)計(jì)復(fù)雜性，由于CAN的高層協(xié)議可以由用戶自定義，這種方式對實(shí)時(shí)性提高仍有改進(jìn)空間?？煽啃缘脑黾幽壳岸嗍且栽黾尤哂鄼C(jī)制，改進(jìn)CAN總線網(wǎng)路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在常用的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)有總線型拓?fù)洹h(huán)形拓?fù)?、星型拓?fù)?、網(wǎng)狀拓?fù)?，這些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用中總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以網(wǎng)絡(luò)簡單可靠得到大量應(yīng)用，但此種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)往往只能檢測到總線級錯(cuò)誤，無法及時(shí)檢測到節(jié)點(diǎn)級故障成為其弊端。
[0005]中國的一申請?zhí)枮?00810106342.6，名稱為“雙冗余CAN總線通信系統(tǒng)及其通信方法”的發(fā)明專利，公開了一種雙冗余CAN總線通信系統(tǒng)及其通信方法，是利用一個(gè)通訊登記表記錄兩路冗余總線的故障狀態(tài)，故障的判斷是分別通過兩路總線發(fā)送測試幀測試的，因此首先該專利數(shù)據(jù)傳輸是異步方式；再次所提專利對于故障的識別是通過單路(A路或B路)自身的超時(shí)做出標(biāo)記的，根據(jù)原文兩路冗余線路之間是在自身線路超時(shí)溢出時(shí)做主副通道切換的；另外根據(jù)該專利說明書介紹，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸量大時(shí)，采用兩路同時(shí)發(fā)送，降低單路總線帶寬，但是這種兩路同時(shí)發(fā)送仍是異步發(fā)送的，即一部分報(bào)文通過A路，一部分報(bào)文通過B路，這種做法的缺陷在于只能保證數(shù)據(jù)的有效傳輸，但無法保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，設(shè)計(jì)一種雙CAN總線保證數(shù)據(jù)通信可靠性的系統(tǒng)架構(gòu)，偵測報(bào)文可以快速偵測CAN主控制器兩路CAN總線與CAN控制器節(jié)點(diǎn)間通訊時(shí)間差，該時(shí)間差作為兩路CAN總線接收超時(shí)判斷依據(jù)，保證CAN控制器節(jié)點(diǎn)通過兩路總線同步收發(fā)報(bào)文時(shí)，數(shù)據(jù)通信的可靠性和實(shí)時(shí)性。并且即使一路CAN總線出現(xiàn)故障仍能快速應(yīng)對故障對系統(tǒng)的影響。
[0007]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]一種雙CAN總線保證數(shù)據(jù)通信可靠性的系統(tǒng)架構(gòu)，雙CAN總線架構(gòu)包括一 CAN主控制器、若干CAN控制器節(jié)點(diǎn)，CAN主控制器、若干CAN控制器節(jié)點(diǎn)包括兩路CAN總線接口，分別連接在兩路CAN總線上；
[0009]其中，CAN主控制器分別同步向兩路CAN總線發(fā)送兩路偵測報(bào)文，CAN控制器節(jié)點(diǎn)接收兩路偵測報(bào)文，計(jì)算接收到的兩路偵測報(bào)文的時(shí)間差，并向兩路CAN總線發(fā)送兩路響應(yīng)報(bào)文，CAN主控制器接收兩路響應(yīng)報(bào)文；
[0010]偵測報(bào)文及響應(yīng)報(bào)文包括一時(shí)間序列號，同步發(fā)送的兩路偵測報(bào)文或同步發(fā)送的兩路響應(yīng)報(bào)文的時(shí)間序列號相同，CAN控制器節(jié)點(diǎn)根據(jù)時(shí)間序列號判斷兩路偵測報(bào)文是否同步發(fā)送，CAN主控制器根據(jù)時(shí)間序列號判斷兩路響應(yīng)報(bào)文是否同步發(fā)送，響應(yīng)報(bào)文的時(shí)間序列號填充在響應(yīng)報(bào)文的擴(kuò)展幀；
[0011]若兩路偵測報(bào)文的時(shí)間差大于一預(yù)設(shè)上限值，則CAN控制器節(jié)點(diǎn)將其后接收到或未接收到偵測報(bào)文的一路CAN總線接口標(biāo)記為異常，并通知CAN主控制器，CAN控制器節(jié)點(diǎn)采用其另一路CAN總線接口進(jìn)行單通道數(shù)據(jù)通信；若兩路偵測報(bào)文的時(shí)間差小于預(yù)設(shè)上限值，CAN控制器節(jié)對兩路偵測報(bào)文的時(shí)間差作一預(yù)設(shè)裕量作為主控制器冗余線路超時(shí)時(shí)間差執(zhí)行超時(shí)判斷，CAN控制器節(jié)點(diǎn)在主控制器冗余線路超時(shí)時(shí)間差不超時(shí)，且兩路偵測報(bào)文的時(shí)間序列號相同的情況下執(zhí)行偵測報(bào)文，反之則執(zhí)行異常處理。
[0012]較佳的，兩路響應(yīng)報(bào)文為同步發(fā)送，CAN主控制器接收兩路響應(yīng)報(bào)文并計(jì)算接收到的兩路響應(yīng)報(bào)文的時(shí)間差；
[0013]若兩路響應(yīng)報(bào)文的時(shí)間差大于一預(yù)設(shè)上限值，則CAN主控制器將后接收到或未接收到響應(yīng)報(bào)文的CAN控制器節(jié)的一路CAN總線接口標(biāo)記為異常，CAN控制器節(jié)點(diǎn)采用其另一路CAN總線接口進(jìn)行單通道數(shù)據(jù)通信；反之，CAN主控制器根據(jù)兩路響應(yīng)報(bào)文的時(shí)間差作一預(yù)設(shè)裕量作為控制器節(jié)點(diǎn)冗余線路超時(shí)時(shí)間差執(zhí)行超時(shí)判斷，CAN主控制器在控制器節(jié)點(diǎn)冗余線路超時(shí)時(shí)間差不超時(shí)，且兩路響應(yīng)報(bào)文的時(shí)間序列號相同的情況下執(zhí)行響應(yīng)報(bào)文，反之則執(zhí)行異常處理。
[0014]較佳的，異常處理包括:
[0015]在CAN總線短路的情況下，CAN主控制器及CAN控制器節(jié)點(diǎn)采用其自帶的檢測機(jī)制進(jìn)行處理或提示；
[0016]在CAN控制器節(jié)點(diǎn)異常的情況下，CAN控制器節(jié)點(diǎn)請求CAN主控制器重發(fā)偵測報(bào)文，則CAN控制器節(jié)點(diǎn)將其后接收到或未接收到偵測報(bào)文的一路CAN總線接口標(biāo)記為異常，并通知CAN主控制器，CAN控制器節(jié)點(diǎn)采用其另一路CAN總線接口進(jìn)行單通道數(shù)據(jù)通信；
[0017]在CAN總線阻塞的情況下，CAN控制器節(jié)點(diǎn)連續(xù)接收η次同步偵測報(bào)文皆超時(shí)，或CAN主控制器連續(xù)接收η次同步響應(yīng)報(bào)文皆超時(shí)，則CAN主控制器和CAN控制器節(jié)點(diǎn)復(fù)位、初始化后重新發(fā)送。[0018]較佳的，兩路響應(yīng)報(bào)文為先后異步發(fā)送，CAN控制器節(jié)點(diǎn)接收到一路偵測報(bào)文后直接向偵測報(bào)文所在的CAN總線發(fā)送響應(yīng)報(bào)文，CAN主控制器將先收到響應(yīng)報(bào)文的一路作為主CAN總線，另一路作為輔助CAN總線。
[0019]較佳的，若干CAN控制器節(jié)點(diǎn)包括在線狀態(tài)和離線狀態(tài)，在線狀態(tài)的若干CAN控制器節(jié)點(diǎn)計(jì)算接收到的兩路偵測報(bào)文的時(shí)間差，離線狀態(tài)的若干CAN控制器節(jié)點(diǎn)在上線后向CAN主控制器發(fā)送請求偵測報(bào)文命令。
[0020]較佳的，若CAN主控制器或CAN控制器節(jié)點(diǎn)的一路或兩路CAN總線接口為異常，則兩路偵測報(bào)文或兩路響應(yīng)報(bào)文的時(shí)間差記為0，表示CAN總線故障。
[0021]較佳的，CAN控制器節(jié)點(diǎn)中包括若干節(jié)點(diǎn)控制器，主控制器冗余線路超時(shí)時(shí)間差取若干節(jié)點(diǎn)控制器的若干主控制器冗余線路超時(shí)時(shí)間差的最大值，控制器節(jié)點(diǎn)冗余線路超時(shí)時(shí)間差取最先接收到響應(yīng)報(bào)文的若干節(jié)點(diǎn)控制器的控制器節(jié)點(diǎn)冗余線路超時(shí)時(shí)間差。
[0022]本發(fā)明還提供一種雙CAN總線保證數(shù)據(jù)通信可靠性的方法，偵測報(bào)文可以快速偵測CAN主控制器兩路CAN總線與CAN控制器節(jié)點(diǎn)間通訊時(shí)間差，該時(shí)間差作為兩路CAN總線接收超時(shí)判斷依據(jù)，保證CAN控制器節(jié)點(diǎn)通過兩路總線同步收發(fā)報(bào)文時(shí)，數(shù)據(jù)通信的可靠性和實(shí)時(shí)性。并且即使一路CAN總線出現(xiàn)故障仍能快速應(yīng)對故障對系統(tǒng)的影響。
[0023]一種雙CAN總線保證數(shù)據(jù)通信可靠性的方法，提供如權(quán)利要求1的雙CAN總線保證數(shù)據(jù)通信可靠性的系統(tǒng)架構(gòu)，包括步驟:
[0024]S1、CAN主控制器同步發(fā)送兩路同步偵測報(bào)文；
[0025]S2、CAN控制器節(jié)點(diǎn)同步偵測報(bào)文超時(shí)判斷；
[0026]S3、CAN控制器節(jié)點(diǎn)同步發(fā)送兩路響應(yīng)報(bào)文；
[0027]其中，步驟S2包括:
[0028]S21、CAN控制器節(jié)點(diǎn)接收兩路偵測報(bào)文并計(jì)算接收到兩路偵測報(bào)文的時(shí)間差是否大于一預(yù)設(shè)上限值；
[0029]S22、若是，則CAN控制器節(jié)點(diǎn)將其后接收到或未接收到偵測報(bào)文的一路CAN總線接口標(biāo)記為異常，并通知CAN主控制器，CAN控制器節(jié)點(diǎn)采用其另一路CAN總線接口進(jìn)行單通道數(shù)據(jù)通信；
[0030]若兩路偵測報(bào)文的時(shí)間差小于預(yù)設(shè)上限值，則CAN控制器節(jié)對兩路偵測報(bào)文的時(shí)間差作一預(yù)設(shè)裕量作為主控制器冗余線路超時(shí)時(shí)間差執(zhí)行超時(shí)判斷；
[0031]S23、若CAN主控制器在主控制器冗余線路超時(shí)時(shí)間差不超時(shí)，且兩路偵測報(bào)文的時(shí)間序列號相同的情況下執(zhí)行偵測報(bào)文，反之則執(zhí)行異常處理。
[0032]較佳的，在步驟S3之后還包括:S4、CAN主控制器同步響應(yīng)報(bào)文超時(shí)判斷；
[0033]步驟S4進(jìn)一步包括:
[0034]S41、CAN主控制器接收兩路響應(yīng)報(bào)文并計(jì)算接收到的兩路響應(yīng)報(bào)文的時(shí)間差；
[0035]S42、若兩路響應(yīng)報(bào)文的時(shí)間差大于一預(yù)設(shè)上限值，則CAN主控制器將后接收到或未接收到響應(yīng)報(bào)文的CAN控制器節(jié)的一路CAN總線接口標(biāo)記為異常，CAN控制器節(jié)點(diǎn)采用其另一路CAN總線接口進(jìn)行單通道數(shù)據(jù)通信；
[0036]若兩路響應(yīng)報(bào)文的時(shí)間差小于一預(yù)設(shè)上限值，CAN主控制器根據(jù)兩路響應(yīng)報(bào)文的時(shí)間差作一預(yù)設(shè)裕量作為控制器節(jié)點(diǎn)冗余線路超時(shí)時(shí)間差執(zhí)行超時(shí)判斷，CAN主控制器在控制器節(jié)點(diǎn)冗余線路超時(shí)時(shí)間差不超時(shí)，且兩路響應(yīng)報(bào)文的時(shí)間序列號相同的情況下執(zhí)行響應(yīng)報(bào)文，反之則執(zhí)行異常處理。
[0037]較佳的，異常處理包括:
[0038]在CAN總線短路的情況下，CAN主控制器及CAN控制器節(jié)點(diǎn)采用其自帶的檢測機(jī)制進(jìn)行處理或提示；
[0039]在CAN控制器節(jié)點(diǎn)異常的情況下，CAN控制器節(jié)點(diǎn)請求CAN主控制器重發(fā)偵測報(bào)文，則CAN控制器節(jié)點(diǎn)將其后接收到或未接收到偵測報(bào)文的一路CAN總線接口標(biāo)記為異常，并通知CAN主控制器，CAN控制器節(jié)點(diǎn)采用其另一路CAN總線接口進(jìn)行單通道數(shù)據(jù)通信；
[0040]在CAN總線阻塞的情況下，CAN控制器節(jié)點(diǎn)連續(xù)接收η次同步偵測報(bào)文皆超時(shí)，或CAN主控制器連續(xù)接收η次同步響應(yīng)報(bào)文皆超時(shí)，則CAN主控制器和CAN控制器節(jié)點(diǎn)復(fù)位、初始化后重新發(fā)送。
[0041]較佳的，CAN控制器節(jié)點(diǎn)包括在線狀態(tài)和離線狀態(tài)；
[0042]在線狀態(tài)的CAN控制器節(jié)點(diǎn)接收到兩路偵測報(bào)文后計(jì)算其接收到的時(shí)間差；離線狀態(tài)的CAN控制器節(jié)點(diǎn)在上線后向CAN主控制器發(fā)送請求偵測報(bào)文命令，在CAN主控制器同步發(fā)送兩路偵測報(bào)文后計(jì)算接收到兩路偵測報(bào)文的時(shí)間差。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1所示的是本發(fā)明系統(tǒng)架構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖2所示的是本發(fā)明報(bào)文傳輸?shù)氖疽鈭D；
[0045]圖3所示的是本發(fā)明同步偵測報(bào)文、同步響應(yīng)報(bào)文的傳輸流程圖；
[0046]圖4所示的是本發(fā)明同步偵測報(bào)文、同步響應(yīng)報(bào)文的超時(shí)判斷流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]以下將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述和討論，顯然，這里所描述的僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)例，并不是全部的實(shí)例，基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0048]為了便于對本發(fā)明實(shí)施例的理解，下面將結(jié)合附圖以具體實(shí)施例為例作進(jìn)一步的解釋說明，且各個(gè)實(shí)施例不構(gòu)成對本發(fā)明實(shí)施例的限定。
[0049]本發(fā)明系統(tǒng)架構(gòu)方式為，一個(gè)CAN主控制器1、若干個(gè)CAN控制器節(jié)點(diǎn)2，每個(gè)控制器均有兩路CAN總線接口，分別引出兩路CAN總線線纜，構(gòu)成典型雙總線型冗余網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。CAN控制器節(jié)點(diǎn)上可以包含多個(gè)節(jié)點(diǎn)控制器，以總線型方式聯(lián)接在一起。系統(tǒng)架構(gòu)示意圖如圖1。
[0050]實(shí)施原理:
[0051]報(bào)文偵測:報(bào)文偵測目的主要是為快速確定兩路CAN總線數(shù)據(jù)報(bào)文傳輸時(shí)間延時(shí)。CAN主控制器上電時(shí)首先同步發(fā)送兩路偵測報(bào)文，由于CAN報(bào)文傳輸時(shí)間主要由兩部分決定，一個(gè)是CAN控制器準(zhǔn)備向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送報(bào)文時(shí)需要的阻塞等待時(shí)間，另一個(gè)是CAN控制器開始將報(bào)文發(fā)送至物理網(wǎng)絡(luò)上所需要的鏈路發(fā)送時(shí)間。阻塞等待時(shí)間由CAN網(wǎng)絡(luò)繁忙程度決定，為了快速偵測出線路傳輸時(shí)間，考慮到偵測報(bào)文由CAN主控制器兩路同步觸發(fā)發(fā)出，且時(shí)間序列號在報(bào)文發(fā)送至CAN主控制器發(fā)送緩沖區(qū)之前加入，阻塞等待時(shí)間對兩路同步的CAN總線是一致的，因此CAN報(bào)文的傳輸時(shí)間主要是物理鏈路的發(fā)送時(shí)間。時(shí)間序列號是提供給接收方作為同步報(bào)文標(biāo)識和計(jì)數(shù)用的。CAN主控制器發(fā)送同步偵測報(bào)文后，由CAN控制器節(jié)點(diǎn)接收并響應(yīng)，CAN控制器節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的兩路偵測報(bào)文的時(shí)間序列號，啟動定時(shí)機(jī)制計(jì)算兩路偵測報(bào)文時(shí)間差。此時(shí)CAN控制器節(jié)點(diǎn)存在著在線或離線兩種情況，對于前者CAN控制器節(jié)點(diǎn)可分別由兩路CAN總線接口接收偵測報(bào)文，并計(jì)算兩路偵測報(bào)文的時(shí)間差，如果雙路CAN總線存在不完整情況下(CAN主控制器或CAN控制器節(jié)點(diǎn)的一路或兩路CAN總線接口異常，CAN總線接口異常將在下文中介紹)，偵測報(bào)文時(shí)間差將以Λ t=0的形式存在，表示CAN總線有故障；對于后者節(jié)點(diǎn)控制器重新上線后向主控制器發(fā)送請求報(bào)文偵測命令，通知CAN主控制器向該節(jié)點(diǎn)發(fā)送同步偵測報(bào)文，然后計(jì)算偵測報(bào)文的時(shí)間差。CAN控制器節(jié)點(diǎn)是根據(jù)兩路偵測報(bào)文的時(shí)間序列號的一致性判斷是否為同步的偵測報(bào)文，并啟動自身定時(shí)器，計(jì)算兩路同步偵測報(bào)文時(shí)間差，CAN控制器節(jié)點(diǎn)對這兩個(gè)時(shí)間差作適當(dāng)裕量作為主控制器冗余線路超時(shí)時(shí)間差。對于兩路CAN總線，熱冗余狀態(tài)的同步偵測報(bào)文具有相同的時(shí)間序列號。對于CAN主控制器，CAN控制器節(jié)點(diǎn)在接收到數(shù)據(jù)響應(yīng)時(shí)也是以同步方式發(fā)送響應(yīng)報(bào)文，這樣依據(jù)CAN主控制器接收到的各節(jié)點(diǎn)響應(yīng)報(bào)文計(jì)算出兩路響應(yīng)報(bào)文時(shí)間差，同樣作適當(dāng)裕量作為控制器節(jié)點(diǎn)冗余線路超時(shí)時(shí)間差，由于CAN控制器節(jié)點(diǎn)可能存在多個(gè)節(jié)點(diǎn)控制器的情況，為簡化判斷選取時(shí)間差最長的作為主控制器或控制器節(jié)點(diǎn)冗余線路超時(shí)時(shí)間差。此種方式仍可擴(kuò)展為CAN主控制器兩路CAN發(fā)送同步偵測報(bào)文，CAN控制器節(jié)點(diǎn)接收到偵測報(bào)文后立即響應(yīng)不再以同步方式響應(yīng)偵測報(bào)文，這樣可以以接收到的響應(yīng)報(bào)文先后順序?yàn)橐罁?jù)，根據(jù)兩路CAN總線響應(yīng)報(bào)文的時(shí)間選擇CAN總線的優(yōu)先級，選擇數(shù)據(jù)傳輸速度快的線路為高優(yōu)先級的主通道，另一通道作為輔助通道。偵測報(bào)文格式如下表1，該報(bào)文屬于CAN應(yīng)用層報(bào)文，可以由用戶定義，該報(bào)文格式只用于線路偵測階段。
[0052]CAN同步偵測報(bào)文數(shù)據(jù)域時(shí)間序列號設(shè)置:
[0053]
【權(quán)利要求】
1.一種雙CAN總線保證數(shù)據(jù)通信可靠性的系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，所述雙CAN總線架構(gòu)包括一 CAN主控制器、若干CAN控制器節(jié)點(diǎn)，所述CAN主控制器、若干CAN控制器節(jié)點(diǎn)包括兩路CAN總線接口，分別連接在兩路CAN總線上； 其中，所述CAN主控制器分別同步向所述兩路CAN總線發(fā)送兩路偵測報(bào)文，所述CAN控制器節(jié)點(diǎn)接收所述兩路偵測報(bào)文，計(jì)算接收到的所述兩路偵測報(bào)文的時(shí)間差，并向所述兩路CAN總線發(fā)送兩路響應(yīng)報(bào)文，所述CAN主控制器接收所述兩路響應(yīng)報(bào)文； 所述偵測報(bào)文及響應(yīng)報(bào)文包括一時(shí)間序列號，同步發(fā)送的兩路偵測報(bào)文或同步發(fā)送的兩路響應(yīng)報(bào)文的所述時(shí)間序列號相同，所述CAN控制器節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述時(shí)間序列號判斷兩路偵測報(bào)文是否同步發(fā)送，所述CAN主控制器根據(jù)所述時(shí)間序列號判斷兩路響應(yīng)報(bào)文是否同步發(fā)送，所述響應(yīng)報(bào)文的時(shí)間序列號填充在所述響應(yīng)報(bào)文的擴(kuò)展幀； 若所述兩路偵測報(bào)文的時(shí)間差大于一預(yù)設(shè)上限值，則所述CAN控制器節(jié)點(diǎn)將其后接收到或未接收到偵測報(bào)文的一路CAN總線接口標(biāo)記為異常，并通知所述CAN主控制器，所述CAN控制器節(jié)點(diǎn)采用其另一路CAN總線接口進(jìn)行單通道數(shù)據(jù)通信；若所述兩路偵測報(bào)文的時(shí)間差小于所述預(yù)設(shè)上限值，所述CAN控制器節(jié)對所述兩路偵測報(bào)文的時(shí)間差作一預(yù)設(shè)裕量作為主控制器冗余線路超時(shí)時(shí)間差執(zhí)行超時(shí)判斷，所述CAN控制器節(jié)點(diǎn)在所述主控制器冗余線路超時(shí)時(shí)間差不超時(shí)，且所述兩路偵測報(bào)文的所述時(shí)間序列號相同的情況下執(zhí)行所述偵測報(bào)文，反之則執(zhí)行異常處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙CAN總線保證數(shù)據(jù)通信可靠性的系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，所述兩路響應(yīng)報(bào)文為同步發(fā)送，所述CAN主控制器接收所述兩路響應(yīng)報(bào)文并計(jì)算接收到的所述兩路響應(yīng)報(bào)文的時(shí)間差； 若所述兩路響應(yīng)報(bào)文的時(shí)間差大于一預(yù)設(shè)上限值，則CAN主控制器將后接收到或未接收到響應(yīng)報(bào)文的所述CAN控制器節(jié)的一路CAN總線接口標(biāo)記為異常，所述CAN控制器節(jié)點(diǎn)采用其另一路CAN總線接口進(jìn)行單通道數(shù)據(jù)通信；反之，所述CAN主控制器根據(jù)所述兩路響應(yīng)報(bào)文的時(shí)間差作一預(yù)設(shè)裕量作為控制器節(jié)點(diǎn)冗余線路超時(shí)時(shí)間差執(zhí)行超時(shí)判斷，所述CAN主控制器在所述控制器節(jié)點(diǎn)冗余線路超時(shí)時(shí)間差不超時(shí)，且所述兩路響應(yīng)報(bào)文的所述時(shí)間序列號相同的情況下執(zhí)行所述響應(yīng)報(bào)文，反之則執(zhí)行異常處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種雙CAN總線保證數(shù)據(jù)通信可靠性的系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，所述異常處理包括: 在CAN總線短路的情況下，CAN主控制器及CAN控制器節(jié)點(diǎn)采用其自帶的檢測機(jī)制進(jìn)行處理或提示； 在CAN控制器節(jié)點(diǎn)異常的情況下，CAN控制器節(jié)點(diǎn)請求CAN主控制器重發(fā)偵測報(bào)文，則所述CAN控制器節(jié)點(diǎn)將其后接收到或未接收到偵測報(bào)文的一路CAN總線接口標(biāo)記為異常，并通知所述CAN主控制器，所述CAN控制器節(jié)點(diǎn)采用其另一路CAN總線接口進(jìn)行單通道數(shù)據(jù)通信； 在CAN總線阻塞的情況下，CAN控制器節(jié)點(diǎn)連續(xù)接收η次同步偵測報(bào)文皆超時(shí)，或CAN主控制器連續(xù)接收η次同步響應(yīng)報(bào)文皆超時(shí)，則CAN主控制器和CAN控制器節(jié)點(diǎn)復(fù)位、初始化后重新發(fā)送。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙CAN總線保證數(shù)據(jù)通信可靠性的系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，所述兩路響應(yīng)報(bào)文為先后異步發(fā)送，所述CAN控制器節(jié)點(diǎn)接收到一路所述偵測報(bào)文后直接向所述偵測報(bào)文所在的CAN總線發(fā)送響應(yīng)報(bào)文，所述CAN主控制器將先收到所述響應(yīng)報(bào)文的一路作為主CAN總線，另一路作為輔助CAN總線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙CAN總線保證數(shù)據(jù)通信可靠性的系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，所述若干CAN控制器節(jié)點(diǎn)包括在線狀態(tài)和離線狀態(tài)，所述在線狀態(tài)的若干CAN控制器節(jié)點(diǎn)計(jì)算接收到的所述兩路偵測報(bào)文的時(shí)間差，所述離線狀態(tài)的若干CAN控制器節(jié)點(diǎn)在上線后向所述CAN主控制器發(fā)送請求偵測報(bào)文命令。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙CAN總線保證數(shù)據(jù)通信可靠性的系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，若所述CAN主控制器或所述CAN控制器節(jié)點(diǎn)的一路或兩路CAN總線接口為異常，則所述兩路偵測報(bào)文或所述兩路響應(yīng)報(bào)文的時(shí)間差記為O，表示CAN總線故障。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙CAN總線保證數(shù)據(jù)通信可靠性的系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，CAN控制器節(jié)點(diǎn)中包括若干節(jié)點(diǎn)控制器，所述主控制器冗余線路超時(shí)時(shí)間差取所述若干節(jié)點(diǎn)控制器的若干主控制器冗余線路超時(shí)時(shí)間差的最大值，所述控制器節(jié)點(diǎn)冗余線路超時(shí)時(shí)間差取最先接收到響應(yīng)報(bào)文的所述若干節(jié)點(diǎn)控制器的控制器節(jié)點(diǎn)冗余線路超時(shí)時(shí)間差。
8.—種雙CAN總線保證數(shù)據(jù)通信可靠性的方法，其特征在于，提供如權(quán)利要求1所述的雙CAN總線保證數(shù)據(jù)通信可靠性的系統(tǒng)架構(gòu)，包括步驟: SUCAN主控制器同步發(fā)送兩路同步偵測報(bào)文； 52、CAN控制器節(jié)點(diǎn)同步偵測報(bào)文超時(shí)判斷； 53、CAN控制器節(jié)點(diǎn)同步發(fā)送兩路響應(yīng)報(bào)文； 其中，步驟S2包括:` 521、CAN控制器節(jié)點(diǎn)接收兩路`偵測報(bào)文并計(jì)算接收到兩路偵測報(bào)文的時(shí)間差是否大于一預(yù)設(shè)上限值； 522、若是，則所述CAN控制器節(jié)點(diǎn)將其后接收到或未接收到偵測報(bào)文的一路CAN總線接口標(biāo)記為異常，并通知所述CAN主控制器，所述CAN控制器節(jié)點(diǎn)采用其另一路CAN總線接口進(jìn)行單通道數(shù)據(jù)通信； 若所述兩路偵測報(bào)文的時(shí)間差小于所述預(yù)設(shè)上限值，則所述CAN控制器節(jié)對所述兩路偵測報(bào)文的時(shí)間差作一預(yù)設(shè)裕量作為主控制器冗余線路超時(shí)時(shí)間差執(zhí)行超時(shí)判斷； 523、若所述CAN主控制器在所述主控制器冗余線路超時(shí)時(shí)間差不超時(shí)，且所述兩路偵測報(bào)文的所述時(shí)間序列號相同的情況下執(zhí)行所述偵測報(bào)文，反之則執(zhí)行異常處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種雙CAN總線保證數(shù)據(jù)通信可靠性的方法，其特征在于，在步驟S3之后還包括:S4、CAN主控制器同步響應(yīng)報(bào)文超時(shí)判斷； 所述步驟S4進(jìn)一步包括: ` 541、CAN主控制器接收所述兩路響應(yīng)報(bào)文并計(jì)算接收到的所述兩路響應(yīng)報(bào)文的時(shí)間差; ` 542、若所述兩路響應(yīng)報(bào)文的時(shí)間差大于一預(yù)設(shè)上限值，則CAN主控制器將后接收到或未接收到響應(yīng)報(bào)文的所述CAN控制器節(jié)的一路CAN總線接口標(biāo)記為異常，所述CAN控制器節(jié)點(diǎn)采用其另一路CAN總線接口進(jìn)行單通道數(shù)據(jù)通信； 若所述兩路響應(yīng)報(bào)文的時(shí)間差小于一預(yù)設(shè)上限值，所述CAN主控制器根據(jù)所述兩路響應(yīng)報(bào)文的時(shí)間差作一預(yù)設(shè)裕量作為控制器節(jié)點(diǎn)冗余線路超時(shí)時(shí)間差執(zhí)行超時(shí)判斷，所述CAN主控制器在所述控制器節(jié)點(diǎn)冗余線路超時(shí)時(shí)間差不超時(shí)，且所述兩路響應(yīng)報(bào)文的所述時(shí)間序列號相同的情況下執(zhí)行所述響應(yīng)報(bào)文，反之則執(zhí)行異常處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的一種雙CAN總線保證數(shù)據(jù)通信可靠性的方法，其特征在于，所述異常處理包括: 在CAN總線短路的情況下，CAN主控制器及CAN控制器節(jié)點(diǎn)采用其自帶的檢測機(jī)制進(jìn)行處理或提示； 在CAN控制器節(jié)點(diǎn)異常的情況下，CAN控制器節(jié)點(diǎn)請求CAN主控制器重發(fā)偵測報(bào)文，則所述CAN控制器節(jié)點(diǎn)將其后接收到或未接收到偵測報(bào)文的一路CAN總線接口標(biāo)記為異常，并通知所述CAN主控制器，所述CAN控制器節(jié)點(diǎn)采用其另一路CAN總線接口進(jìn)行單通道數(shù)據(jù)通信； 在CAN總線阻塞的情況下，CAN控制器節(jié)點(diǎn)連續(xù)接收η次同步偵測報(bào)文皆超時(shí)，或CAN主控制器連續(xù)接收η次同步響應(yīng)報(bào)文皆超時(shí)，則CAN主控制器和CAN控制器節(jié)點(diǎn)復(fù)位、初始化后重新發(fā)送。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種雙CAN總線保證數(shù)據(jù)通信可靠性的方法，其特征在于，CAN控制器節(jié)點(diǎn)包括在線狀態(tài)和離線狀態(tài)； 所述在線狀態(tài)的CAN控制器節(jié)點(diǎn)接收到所述兩路偵測報(bào)文后計(jì)算其接收到的時(shí)間差；所述離線狀態(tài)的CAN控制器節(jié)點(diǎn)在上線后向所述CAN主控制器發(fā)送請求偵測報(bào)文命令，在所述CAN主控制器同步發(fā)送兩路 偵測報(bào)文后計(jì)算接收到所述兩路偵測報(bào)文的時(shí)間差。
【文檔編號】H04L1/22GK103516571SQ201310312434
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月22日
【發(fā)明者】張軍凱, 袁延波, 黃巖峰, 朱敏, 顏建國 申請人:浙江中控研究院有限公司