基于can通信協(xié)議的仿真測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于CAN通信協(xié)議的仿真測試系統(tǒng)，包括物理層模塊、數據鏈路層模塊及應用層模塊；物理層模塊包括CAN物理通信介質及CAN收發(fā)器，CAN物理通信介質用于完成信號傳輸，CAN收發(fā)器提供對總線的差動發(fā)送和接收功能；數據鏈路層模塊包括CAN核心控制器，CAN核心控制器包括發(fā)送模塊、接收模塊及仲裁模塊，發(fā)送模塊用于將信息幀發(fā)往物理層，接收模塊用于從物理層獲取信息幀，仲裁模塊用于對發(fā)送出的與接收到的信息幀進行仲裁；應用層模塊包括模擬中心計算機及模擬執(zhí)行設備，用于模擬節(jié)點設備仿真模型。本發(fā)明有效地簡化了單獨設備開發(fā)與測試的復雜度，縮短了研發(fā)周期，降低了研發(fā)成本。
【專利說明】 基于CAN通信協(xié)議的仿真測試系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及基于CAN通信協(xié)議的CAN通信系統(tǒng)，具體地說是一種基于CAN通信協(xié)議的仿真測試系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]CAN (Controller Area Network),即控制器局域網。CAN總線傳輸方式能夠有效解決傳統(tǒng)數據交換方法(即點對點的傳輸方式)無法滿足現代汽車中所使用的大量電子控制系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)的通信要求的問題。傳統(tǒng)的測試方法，例如對汽車節(jié)點設備(包括電子控制系統(tǒng)、發(fā)動機、儀表、傳感器、通訊系統(tǒng)等)之間的通信測試時，往往需要完成整個系統(tǒng)的實物驗證，即將所有實物節(jié)點接入CAN總線進行測試，在要求保障整體系統(tǒng)已開發(fā)完畢的前提下，致使其不利于單獨設備的開發(fā)改進工作，且研發(fā)周期長，測試費用高，增大了資源的投入。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明針對上述問題，提供一種基于CAN通信協(xié)議的仿真測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)可模擬整個通信網絡，實現單獨節(jié)點設備的測試任務。
[0004]按照本發(fā)明的技術方案:一種基于CAN通信協(xié)議的仿真測試系統(tǒng)，包括物理層模塊、數據鏈路層模塊及應用層模塊；所述物理層模塊包括CAN物理通信介質及CAN收發(fā)器，所述CAN物理通信介質用于完成信號傳輸，所述CAN收發(fā)器提供對總線的差動發(fā)送和接收功能；所述數據鏈路層模塊包括CAN核心控制器，所述CAN核心控制器包括發(fā)送模塊、接收模塊及仲裁模塊，所述發(fā)送模塊用于將信息幀發(fā)往物理層，所述接收模塊用于從物理層獲取信息幀，所述仲裁模塊用于對發(fā)送出的與接收到的信息幀進行仲裁；所述應用層模塊包括模擬中心計算機及模擬執(zhí)行設備，用于模擬節(jié)點設備仿真模型。
[0005]所述CAN核心控制器實現包括LLC子層的接收濾波、超載通知和恢復管理、MAC子層的數據封裝/拆裝、幀編碼、媒體訪問管理、錯誤檢測、錯誤標定、應答和串行化/解串行化、以及物理層的位編碼/解碼、位定時和同步。
[0006]所述發(fā)送模塊包括組幀模塊、信號發(fā)送模塊和發(fā)送控制器，發(fā)送控制器通過總線與組幀模塊和信號發(fā)送模塊連接；當接收到相應信號時，組幀模塊將完整的信息幀傳輸給信號發(fā)送模塊，信號發(fā)送模塊將當前數據位發(fā)送給CAN總線。
[0007]所述應用層模塊采用基于Modelica語言的多領域統(tǒng)一建模環(huán)境MWorks構建。
[0008]本發(fā)明的技術效果在于:本發(fā)明通過應用層模塊模擬節(jié)點設備仿真模型，對于設備的開發(fā)與改進而言，有效地簡化了單獨設備開發(fā)與測試的復雜度，縮短了研發(fā)周期，降低了研發(fā)成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的結構框圖?！揪唧w實施方式】
[0010]下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的說明。
[0011]如圖1所示，本發(fā)明是一種基于CAN通信協(xié)議的仿真測試系統(tǒng)，包括物理層模塊、數據鏈路層模塊及應用層模塊。
[0012]物理層模塊包括CAN物理通信介質及CAN收發(fā)器。CAN通信介質建模采用的是雙絞線等效電路數學模型，并基于Modelica語言完成電路模型的搭建，CAN物理通信介質用于完成信號傳輸。CAN收發(fā)器提供對總線的差動發(fā)送和接收功能；CAN收發(fā)器以PCA82C250芯片的等效電路圖為數學模型，根據Modelica語言非因果建模原理和模塊化建模方法搭建物理層模型。
[0013]數據鏈路層模塊包括CAN核心控制器，CAN核心控制器包括發(fā)送模塊、接收模塊及仲裁模塊，發(fā)送模塊用于將信息幀發(fā)往物理層，接收模塊用于從物理層獲取信息幀，仲裁模塊用于對發(fā)送出的與接收到的信息幀進行仲裁。
[0014]CAN核心控制器實現包括LLC子層的接收濾波、超載通知和恢復管理、MAC子層的數據封裝/拆裝、幀編碼、媒體訪問管理、錯誤檢測、錯誤標定、應答和串行化/解串行化、以及物理層的位編碼/解碼、位定時和同步。
[0015]發(fā)送模塊包括組幀模塊、信號發(fā)送模塊和發(fā)送控制器，發(fā)送控制器通過總線與組幀模塊和信號發(fā)送模塊連接；當接收到相應信號時，組幀模塊將完整的信息幀傳輸給信號發(fā)送模塊，信號發(fā)送模塊將當前數據位發(fā)送給CAN總線。
[0016]數據鏈路層模型由CAN核心控制器、發(fā)送緩沖、驗收濾波器、接收FIFO緩沖模塊組成。CAN核心控制器參照Philips公司SJA1000芯片結構，采用Modelica技術中的StateGraph建模方法進行CAN控制器的功能邏輯描述，實現CAN控制器的建模，發(fā)送緩沖用于讀取應用層的原始數據，驗收濾波器用于從數據鏈路層接收幀信息，通過驗收屏蔽碼(AMR)和驗收碼(ACR)過濾本節(jié)點需要的數據，接受FIFO緩沖模塊用于提取濾波器濾波后的原始數據。
[0017]應用層模塊包括模擬中心計算機及模擬執(zhí)行設備，用于模擬節(jié)點設備仿真模型。模擬執(zhí)行設備用來代替其他未生產出硬件設備的節(jié)點，使用模擬執(zhí)行設備補全仿真系統(tǒng)中的其他部分，構成完整的CAN通信系統(tǒng)，此時CAN通信系統(tǒng)為軟件仿真系統(tǒng)。應用層模塊采用基于Modelica語言的多領域統(tǒng)一建模環(huán)境MWorks構建。
[0018]CAN通信系統(tǒng)至少包含兩個節(jié)點，例如節(jié)點A和節(jié)點B。
[0019]節(jié)點A應用層設備組織發(fā)送的原始幀的數據內容，將數據發(fā)給CAN核心控制器，CAN核心控制器完整實現了 CAN協(xié)議內容，對原始數據進行組幀和發(fā)送數據時的校驗等，通過收發(fā)器將數字“O” “I”轉換為邏輯高低電平，通過物理層雙絞線和終端電阻的作用發(fā)送給整個CAN通信網絡的其他節(jié)點。網絡中的其它節(jié)點的收發(fā)器可以將物理層雙絞線上的邏輯電平信號解碼為“O” “ I ”值，經過校驗和驗收濾波等步驟，如果是本節(jié)點，例如是A節(jié)點發(fā)給B節(jié)點的數據，則B節(jié)點會接收此幀數據，而其他節(jié)點不會接收。B節(jié)點成功接收此數據后還要回復應答信號。CAN核心控制器對接收的幀數據進行解包，然后傳給B節(jié)點應用層，B節(jié)點應用層設備根據命令的具體內容執(zhí)行某些操作或回復數據給節(jié)點A。
[0020]本發(fā)明通過應用層模塊模擬節(jié)點設備仿真模型，對于設備的開發(fā)與改進而言，有效地簡化了單獨設備開發(fā)與測試的復雜度，縮短了研發(fā)周期，降低了研發(fā)成本。
【權利要求】
1.一種基于CAN通信協(xié)議的仿真測試系統(tǒng)，其特征是:包括物理層模塊、數據鏈路層模塊及應用層模塊；所述物理層模塊包括CAN物理通信介質及CAN收發(fā)器，所述CAN物理通信介質用于完成信號傳輸，所述CAN收發(fā)器提供對總線的差動發(fā)送和接收功能；所述數據鏈路層模塊包括CAN核心控制器，所述CAN核心控制器包括發(fā)送模塊、接收模塊及仲裁模塊，所述發(fā)送模塊用于將信息幀發(fā)往物理層，所述接收模塊用于從物理層獲取信息幀，所述仲裁模塊用于對發(fā)送出的與接收到的信息幀進行仲裁；所述應用層模塊包括模擬中心計算機及模擬執(zhí)行設備，用于模擬節(jié)點設備仿真模型。
2.按照權利要求1所述的基于CAN通信協(xié)議的仿真測試系統(tǒng)，其特征是:所述CAN核心控制器實現包括LLC子層的接收濾波、超載通知和恢復管理、MAC子層的數據封裝/拆裝、幀編碼、媒體訪問管理、錯誤檢測、錯誤標定、應答和串行化/解串行化、以及物理層的位編碼/解碼、位定時和同步。
3.按照權利要求1所述的基于CAN通信協(xié)議的仿真測試系統(tǒng)，其特征是:所述發(fā)送模塊包括組幀模塊、信號發(fā)送模塊和發(fā)送控制器，發(fā)送控制器通過總線與組幀模塊和信號發(fā)送模塊連接；當接收到相應信號時，組幀模塊將完整的信息幀傳輸給信號發(fā)送模塊，信號發(fā)送模塊將當前數據位發(fā)送給CAN總線。
4.按照權利要求1所述的基于CAN通信協(xié)議的仿真測試系統(tǒng)，其特征是:所述應用層模塊采用基于Modelica語言的多領域統(tǒng)一建模環(huán)境MWorks構建。
【文檔編號】H04L12/26GK103746866SQ201310717059
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權日:2013年12月20日
【發(fā)明者】陳立平, 周凡利, 楊孟飛, 顧斌, 王磊, 趙雷 申請人:蘇州同元軟控信息技術有限公司