一种基于FlexRay总线的光纤通信装置的制作方法

本实用新型涉及光纤通讯领域，特别涉及一种基于FlexRay总线的光纤通信装置。

背景技术：

FlexRay总线具备冗余、实时、时间硬同步等特性，其最高通信速度可达到20Mbps，采样差分信号传输，是未来替代CAN总线的最佳解决方案。目前FlexRay总线正在汽车、军事、电子等领域高速发展，但此总线有一个最大的限制就是传输距离，通过电缆传输距离最大只有22米，要想解决这个瓶颈问题，必须通过光纤传输，光传输在增加传输距离的同时，可以有效降低信号衰减，且抗干扰能力强。现在适应于FlexRay总线信号的光模块暂时没有出来，必须通过技术手段将FlexRay总线信号进行再次编码，以实现光传输目的。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、传输距离长的基于FlexRay总线的光纤通信装置。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种基于FlexRay总线的光纤通信装置，包括物理层收发器、总线控制器、FPGA处理器、信号调理电路、信号检测电路、串口电路、储存电路和光纤模块，所述信号检测电路的输入端与物理层收发器的一端相连，信号检测电路的输出端与FPGA处理器相连，物理层收发器的另一端与总线控制器的一端相连，总线控制器的另一端与FPGA处理器相连，FPGA处理器分别与串口电路、储存电路、信号调理电路相连，信号调理电路与光纤模块相连。

上述基于FlexRay总线的光纤通信装置还包括显示电路，显示电路与FPGA处理器相连。

上述基于FlexRay总线的光纤通信装置中，所述总线控制器为FlexRay总线控制器，其控制芯片采用MFR4310。

上述基于FlexRay总线的光纤通信装置中，所述存储电路为EEProm电路。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型通过FPGA处理器模拟FlexRay的虚拟节点实现和物理节点的连接，再将信号编码后进行光纤传输，实现FlexRay总线信号的光纤传输，提高了FlexRay总线的传输距离，提高了通信装置的抗干扰能力；解决了目前FlexRay高速总线的传输距离只有20米，难以应用在强干扰及远距离传输的应用问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

图2为本实用新型的FlexRay物理层收发电路的电路图。

图3为本实用新型显示电路的电路图。

图4为本实用新型总线控制器的电路图。

图5为本实用新型光纤模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型包括物理层收发器、总线控制器、FPGA处理器、信号调理电路、信号检测电路、串口电路、储存电路和光纤模块，所述信号检测电路的输入端与物理层收发器的一端相连，信号检测电路的输出端与FPGA处理器相连，物理层收发器的另一端与总线控制器的一端相连，总线控制器的另一端与FPGA处理器相连，0FPGA处理器分别与串口电路、储存电路、信号调理电路相连，信号调理电路与光纤模块相连。

FlexRay的A和B通道的物理层收发器原理图如图2所示，两片TJA1080A工作在节点模式（还可以工作在星型耦合器模式）下，实现FleRay总线物理层的数据收发。总线接口采用DB9，采用国际约定的管脚定义，即2脚为A通道差分信号负，7脚为A通道差分信号正，4脚为B通道差分信号负，8脚为B通道差分信号正，3脚为地。两个通道都匹配终端电阻。

显示电路如图3所示，当FPGA处理器检测总线无信号时，通过控制Control引脚为低电平，控制LED1为高电平来驱动LED灯显示红色，表示无总线信号；当检测到总线信号，但是和网络参数配置的参数不匹配时，通过控制Control引脚为低电平，控制LED1为1Hz电平信号来驱动LED灯红色闪烁，表示网络参数不匹配；当总线有正确信号时，通过控制Control引脚为高电平，让总线信号直接驱动LED灯闪烁。

FlexRay总线控制器电路如图4所示，FlexRay控制器的控制芯片采用MFR4310，该芯片是飞思卡尔专门针对FlexRay总线推出的一块专用控制芯片，支持最高20Mbps的通信速率，网络参数可以通过8位数据位的并口进行配置，支持中断模式。

光纤模块电路如图5所示，光端采用OCB3513和OCB4513两个模块，该模块是155Mb/s 单模PECL电平单纤光收发一体模块，可以实现将PECL电平的差分对转换成光信号传输，同时可以将接收到的光信号转换成PECL电平的差分信号。光接口采用FC接口，易于拔插。

本实用新型的工作原理如下：信号检测电路分析检测FlexRay总线信号，如未检测到总线信号，则显示电路的红灯常亮，如检测到的总线信号和节点参数不一致，则红灯按1Hz频率闪烁，如果检测到总线信号，并且总线信号和配置的一致，则红灯按总线信号量的多少进行闪烁，总线信号越多，闪烁越快；FPGA处理器上电后从EEProm电路中将网络参数读取出来，配置FlexRay节点信息，外部可以通过串口电路下载新的网络参数，下载后的参数会经过校验，校验后如果参数正确，将保存到EEProm电路中，替代原来的参数；FPGA处理器上电后将从物理层收到的FlexRay总线数据编码成带校验功能的高速差分信号，通过信号调理电路后调制成一对差分对信号，差分对信号经光纤模块进行传输；光纤模块接收到数据后，通过信号调理电路进行信号反调理，配置成FlexRay时隙数据，进入到FPGA处理器，FPGA处理器经过解码后，将数据发送到FlexRay物理层总线上。