提高汽车中的can网络的传输速率的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车CAN (Control Ier Area Network,控制器局域网络)技术领域,尤其涉及一种提高汽车中的CAN网络的传输速率的方法和系统。
【背景技术】
[0002]在汽车的发展过程中，随着电子设备的不断增加，造成导线的数量不断增多，并且对于系统之间的通信实时性和可靠性的要求也越来越高。为了满足数据高速通信和减少线束数量的要求，CAN总线得到了极大的应用，并且成为了当前汽车网络的主要应用标准。CAN总线以其较高的可靠性和较低的价格，将会在汽车中持续应用较长时间。
[0003]现有技术中的一种汽车中的CAN网络典型应用拓扑示意图如图1所示，在汽车中对于CAN总线的应用，动力网络和底盘网络使用高速CAN网络，车身网络和娱乐网络使用低速容错CAN网络。对于所有的网络之间，用网关来进行连接和报文的路由。诊断仪和仪表由于需要与每一个网络节点都有信号的交互，所以单独连接一条网络。
[0004]对于汽车中的CAN网络的报文，均采用图2所示的标准帧格式。对于汽车中的CAN网络的报文的物理层的信号，采用图3所示的双线差分信号，采取两种逻辑状态:隐形和显性。
[0005]上述现有技术中的汽车中的CAN网络的缺点为:
[0006]对于汽车中的CAN网络的标准帧，由于数据场的长度仅仅为64Bit，而一个CAN网络标准帧至少长度为lllBit，所以对于带宽的使用仅为实际带宽的一半。
[0007]对于物理介质上的CAN差分信号，如果在双绞线比较短，并且在电磁干扰比较低的环境下，差分信号的变化需要从OV到2V之间变化，并且只能表示IBit的变化，也是对带宽的一种浪费。
[0008]对于诊断网络，在对网络节点进行在线刷新的时候，由于诊断网络和目标网络的带宽一样，导致只能对单一的网络节点进行刷新，而不能直接对多个目标网络进行同时刷新，影响对多个网络节点同时进行刷新的效率。
【发明内容】
[0009]本发明的实施例提供了一种提高汽车中的CAN网络的传输速率的方法和系统，以有效地提高CAN网络的标准帧的传输速率。
[0010]本发明提供了如下方案:
[0011]一种提高汽车中的CAN网络的传输速率的方法，其特征在于，包括:
[0012]通过汽车中的CAN网络的驱动电路对所述CAN网络的标准帧的数据场对应的电平进行扩展，使所述CAN网络的标准帧的数据场中的每一位表示至少两个比特的数据；
[0013]通过所述扩展后的CAN网络的标准帧来传输数据。
[0014]所述的通过汽车中的CAN网络的驱动电路对所述CAN网络的标准帧的数据场对应的电平进行扩展，使所述CAN网络的标准帧的数据场中的每一位表示至少两个比特的数据，包括:
[0015]在汽车中的CAN网络的收发器的驱动电路中增加设置电压调整模块，所述电压调整模块和所述驱动电路中驱动模块串联，通过所述电压调整模块对所述CAN网络的标准帧的数据场对应的电平进行扩展，使得对于所述CAN网络的标准帧的数据场的差分信号，所述CAN网络的标准帧的数据场中的每一位对应4个不同的电平，所述4个不同的电平分别对应比特组合00，01，10和11，从而使所述CAN网络的标准帧的数据场中的每一位对应两个比特的数据。
[0016]所述的4个不同的电平分别为:0V，0.7V，1.4V，2V，其中，OV对应比特组合11，0.7V对应比特组合10，1.4V对应比特组合01，2V对应比特组合00。
[0017]所述的CAN网络的标准帧的除了数据场之外的其它场中的每一位对应I个比特的数据。
[0018]所述的通过所述扩展后的CAN网络的标准帧来传输数据，包括:
[0019]使所述扩展后的CAN网络的标准帧的数据场中的每一位对应的4个比特组合00，01，10和11分别传输不同的数据，从而使所述CAN网络的标准帧的数据场中的每一位传输两个比特的数据，使所述CAN网络的标准帧的数据场中的64位传输128比特的数据。
[0020]一种提高汽车中的CAN网络的传输速率的系统，包括:
[0021]电平扩展模块，用于通过汽车中的CAN网络的驱动电路对所述CAN网络的标准帧的数据场对应的电平进行扩展，
[0022]数据场扩展模块，用于使所述CAN网络的标准帧的数据场中的每一位表示至少两个比特的数据；
[0023]数据传输模块，用于通过所述扩展后的CAN网络的标准帧来传输数据。
[0024]所述的电平扩展模块，具体用于在汽车中的CAN网络的收发器的驱动电路中增加设置电压调整模块，所述电压调整模块和所述驱动电路中驱动模块串联，通过所述电压调整模块对所述CAN网络的标准帧的数据场对应的电平进行扩展，使所述CAN网络的标准帧的数据场中的每一位对应4个不同的电平。
[0025]所述的数据场扩展模块，具体用于设置所述4个不同的电平分别对应比特组合00,01,10和11，从而使所述CAN网络的标准帧的数据场中的每一位对应两个比特的数据。
[0026]所述的4个不同的电平分别为:0V，0.7V，1.4V，2V，其中，OV对应比特组合11，0.7V对应比特组合10，1.4V对应比特组合01，2V对应比特组合00。
[0027]所述的数据传输模块，具体用于使所述扩展后的CAN网络的标准帧的数据场中的每一位对应的4个比特组合00，01，10和11分别传输不同的数据，从而使所述CAN网络的标准帧的数据场中的每一位传输两个比特的数据，使所述CAN网络的标准帧的数据场中的64位传输128比特的数据。
[0028]由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过将汽车中的CAN网络的标准帧的数据场的电平进行扩展，使所述CAN网络的标准帧的数据场中的每一位传输两个比特的数据，在不影响现有总线架构的基础上，直接把有效数据的容量扩充，使CAN网络的标准帧的传输速率和带宽提高了一倍，满足现有功能对网络容量的需求。
【附图说明】
[0029]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为现有技术中的一种汽车中的CAN网络典型应用拓扑示意图；
[0031]图2为现有技术中的一种汽车中的CAN网络的报文的标准帧格式；
[0032]图3为现有技术中的一种汽车中的CAN网络的报文的物理层的双线差分信号示意图；
[0033]图4为本发明实施例一提供的一种提高汽车中的CAN网络的传输速率的方法的处理流程图；
[0034]图5为本发明实施例一提供的一种改进后的汽车中的CAN网络的收发器的驱动电路的结构不意图；
[0035]图6为本发明实施例一提供的一种调整后的CAN网络的标准帧的数据场中的每一位对应的电平示意图；
[0036]图7为本发明实施例一提供的一种CAN网络的标准巾贞的数据场中的64位传输128比特的数据示意图；
[0037]图8为本发明实施例二提供的一种提高汽车中的CAN网络的传输速率的系统的具体结构图，图中，电平扩展模块81，数据场扩展模块82，数据传输模块83。
【具体实施方式】
[0038]为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
[0039]实施例一
[0040]该实施例提供了一种提高汽车中的CAN网络的传输速率的方法的处理流程如图4所示，包括如下的处理步骤:
[0041]步骤S410、通过汽车中的CAN网络的驱动电路对所述CAN网络的标准帧的数据场对应的电平进行扩展。
[0042]本发明实施例对汽车中的CAN网络的收发器的驱动电路进行调整，在原驱动电路的基础上增加电压调整模块，该实施例提供的一种改进后的汽车中的CAN网络的收发器的驱动电路的结构示意图如图5所示。在图5中，两个电压调整模块和驱动模块串联，电压调整模块主要用来调整两条总线CAN_H和CAN_L之间的电平，其中主要包括电压转换器件和多路复用器件，电压转换器件主要通过电阻进行分压，多路复用器件通过检测驱动模块的命令决定输出的电压。在发送数据场的数据，驱动模块需要发送的数据为00时，驱动模块通过命令线通知电压调节模块调整电压，同时驱动模块通过驱动线控制三极管的通断，CAN_H电压调节模块调整电压为3.5V，CAN_L电压调节模块调整电压为1.5V，差分信号为2V，表示数据为00。发送01，10，11与以上相同。
[0043]通过所述电压调整模块对所述CAN网络的标准帧的数据场对应的电平进行扩展，使得对于所述CAN网络的标准帧的数据场的差分信号，所述CAN网络的标准帧的数据场中的每一位对应4个不同的电平，该实施例提供的一种调整后的CAN网络的标准帧的数据场中的每一位对应的电平示意图如图6所示，所述的4个不同的电平分别为:0V，0.7V, 1.4V,2V0
[0044]步骤S420、使所述CAN网络的标准帧的数据场中的每一位表示至少两个比特的数据。
[0045]CAN网络的标准帧的数据场中的每一位对应的4个不同的电平分别对应比特组合00，OI，1和11，比如，OV对应比特组合11，0.7V对应比特组合10,1.4V对应比特组合OI，2V对应比特组合00，从而使所述CAN网络的标准帧的数据场中的每一位对应两个比特的数据。所述的CAN网络的标准巾贞的除了数据场之外的Ack (Acknowledgement,确认字符