CAN总线HUB板卡的制作方法

在数据通信，计算机网络以及分布式工业控制系统当中，经常需要使用CAN总线通信来实现数据交换。本实用新型涉及数据传输控制领域，具体涉及CAN总线HUB板卡。

背景技术：

目前已知的CAN总线HUB板卡，只支持符合CAN 2.0协议，任意两个端口之间数据转发延迟较大，总线负载达85％时，误码率较高，不具备端口出现故障隔离及自身出现故障时，实时发送故障信息的功能。并且，通道数量比较少，这样，会造成CAN总线功能的扩展性比较差，且在数据通讯过程中，由于通道数量比较少，高速传输时总线负载低，不能进行多路通道大数据量的传输。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可以符合CAN 2.0协议，具备多个CAN总线端口的CAN总线HUB板卡。

为此，本实用新型可以采用如下方案。

一种CAN总线HUB板卡，其特征在于，该CAN总线HUB板卡包括FPGA、CAN总线隔离收发器和多个CAN总线接口，所述多个CAN总线接口经由所述CAN总线隔离收发器连接到所述FPGA。

优选地，所述CAN总线HUB板卡具有12个CAN总线接口。

优选地，构成所述12个CAN总线接口的6组独立收发器在所述CAN总线HUB板卡上平行放置。

优选地，所述CAN总线HUB板卡还包括与所述FPGA连接的配置芯片。

优选地，所述CAN总线HUB板卡还包括外部连接器和电源模块。

优选地，所述CAN总线HUB板卡还包括用来防止浪涌对器件造成损坏的保护器件区。

优选地，每个CAN总线接口均有对应的接收缓存空间和对应的发送缓存空间。

在本实用新型中，CAN总线协议通过FPGA内部的CAN IP核实现。FPGA输出的CAN收发信号通过CAN总线隔离收发器连接到CAN总线上。12通道CAN HUB板的CAN总线隔离收发器连接在FPGA上，实现CAN总线与FPGA之间的电气连接。在FPGA内部实现CAN总线协议，以及12通道CAN总线之间的数据交换管理功能。

本实用新型的CAN总线HUB板卡结构简单、功能实用，在单板卡上实现12通道CAN总线通讯HUB板卡功能。板卡布局工整，结构紧凑。

本实用新型的CAN总线HUB板卡具备了模式设置灵活、高速传输、电气隔离等特点，更适用现在越来越复杂的上层应用，并能更好的保护设备。

附图说明

图1为本实用新型的CAN总线HUB板卡的板卡结构示意图。

图2为本实用新型的CAN总线HUB板卡的平面结构示意图。

具体实施方式

下面参照图1至图2说明本实用新型的原理及示例性实施方式。

本实用新型提供一种CAN总线HUB板卡，该板卡主要由FPGA、电源、CAN总线隔离收发器组成。

独立收发器有6组，在板卡上平行放置。

本实用新型的CAN总线HUB板卡结构简单、功能实用，在单板卡上实现12通道CAN总线通讯HUB板卡功能。板卡布局工整，结构紧凑。

如图1所示的12通道CAN总线通讯HUB板卡，FPGA输出的CAN总线信号需要外部连接一个CAN总线收发器才能够连接到CAN总线上。本设计CAN总线与系统隔离，所以本设计采用隔离收发器模块，隔离耐压2500VDC，-40～+105℃工作温度范围。

如图2所示，该CAN总线HUB板卡包括第1和2通道3、第3和4通道4、第5和6通道5、第7和8通道6、第9和10通道7、第11和12通道8、处理器9及配置芯片10、外部连接器1和电源模块11，保护器件区2，用来保护浪涌对器件造成损坏。

接收数据时，数据通过连接器1将每个通道的信号分别传到接收通道3、4、5、6、7、8，接收通道完成数据转换后，将数据传到处理器9，处理器9会将数据存储到处理器FPGA内部的高速的BLOCKRAM存储器中，每个通道均有对应接收缓存空间；在转发送数据时，处理器将要发送的数据写入到处理器FPGA内部的高速的BLOCKRAM存储器中，每个通道均有对应发送缓存空间，处理器9根据发送通道3、4、5、6、7、8的空闲状态将要发送的数据写入发送通道，最后由连接器1输出。

处理器9采用FPGA，12通道CAN HUB板以FPGA作为核心芯片，通过FPGA实现CAN总线协议，并且利用FPGA运算的并行性、实时性，实现12通道任意端口的转发，500Kbps通信波特率下总线负载最高可达85％，误码率为0。

本实用新型的CAN总线HUB板卡任意两个端口之间数据转发延迟不大于0.4ms；任意端口出现故障(CANH对电源、CANL对地、CANH与CANL之间短路)，不影响其它端口数据通信，故障排除后该端口恢复正常通信；任意端口因故障关闭后，可在2s内复位，重新恢复正常通信，CAN总线HUB板卡自身出现故障时，可实时发送故障信息，输送到CAN总线上。

上面参照附图说明了本实用新型的优选实施方式，但是，应当理解，上述说明仅是示例性的。本领域的技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，对本实用新型作出各种修改和变型。本实用新型的保护范围由所附的权利要求书限定。