一种应用rmap协议实现can总线设备即插即用的装置的制造方法

文档序号:9435857阅读:695来源:国知局
一种应用rmap协议实现can总线设备即插即用的装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于空间技术应用领域,具体涉及一种应用RMAP协议实现CAN总线设备即插即用的装置。
【背景技术】
[0002]CAN总线(Controller Area Network,控制器局域网总线)技术具有安全可信性,被大量应用于航天和微小型卫星的数据传输中,SpaceWire总线,是欧空局基于两个商用标准IEEE1355-1995和IEEE 1596.3 (LVDS) !SpaceWire数据总线是未来卫星内部高速数据传输的主干网络。而现有很多卫星上的传感设备都是基于CAN总线研制的,虽然,国内相关专利引用了微处理器的方式在软件层面完成CAN总线和SpaceWire数据总线两种数据链路层协议之间的转换,但是缺少CAN总线和SpaceWire协议在硬件层面实现数据转换的设备,使CAN总线设备能够快速地向SpaceWire主干网的网络融合,实现提高现有传感设备的复用率和节约卫星组装发射成本。
[0003]RMAP 协议(Remote memoryaccessproocol)由欧航局提出的一种基于 SpaceWire的对远程内存访问的协议,它是发展即插即用微小型卫星网络的应用层协议,属于Spaceffire协议的上层协议。该RMAP协议国内还处于研究起步阶段,目前没有应用于卫星上。RMAP协议最主要目的是对远程存储设备进行读写操作,因此将RMAP协议应用在无处理器数据转换设备上,是未来发展低功耗即插即用卫星节点设备的目标。
[0004]国外相关即插即用标准提出了利用RMAP协议建立星载互联网络,星载计算机作为RMAP命令的发起节点,通过目标节点的物理地址和目标节点存储器地址访问网络中的所有RMAP目标节点设备的数据。所以利用RMAP协议实现数据格式转换和存储器访问为发展即插即用卫星提供了一种卫星网络集成手段。

【发明内容】

[0005]本发明的目的是:通过应用RMAP目标节点控制器,解决了 CAN总线接口传感设备和SpaceWire总线网络的互相兼容,实现了 CAN总线接口传感设备向SpaceWire总线网络的数据格式转换和CAN总线接口传感设备的即插即用功能。
[0006]一种应用RMAP协议实现CAN总线设备即插即用的装置,一端连接外部CAN总线接口传感设备,另一端连接星载计算机或RMAP发起节点设备;CAN总线接口传感设备传输CAN总线数据帧,经过该装置传输到SpaceWire总线网络;同时星载计算机或RMAP发起节点设备发送RMAP命令包,经过该装置发送到CAN总线网络。
[0007]该装置具体包括:RMAP目标节点控制器、CAN总线控制器、Spaceffire数据接口模块和异步数据收发双端口 RAM (Random-AccessMemory,随机存取存储器)。
[0008]CAN总线控制器一端连接外部CAN总线接口传感设备,另一端与异步数据收发双端口 RAM连接;CAN总线控制器将接收到的CAN总线数据帧传输并存放到异步数据收发双端口 RAM中。
[0009]异步数据收发双端口 RAM通过数据总线、地址总线、使能控制信号同时连接CAN总线控制器和RMAP目标节点控制器;
[0010]异步数据收发双端口 RAM作为数据缓存单元的存储器,存储的数据包括两部分:第一部分为RMAP目标节点控制器的即插即用配置信息,第二部分为外部CAN总线接口传感设备的CAN总线数据帧数据或者RMAP命令包的控制数据。
[0011 ] RMAP目标节点控制器一端与SpaceWire数据接口模块连接,接收SpaceWire数据接口模块输入的RMAP请求命令包或者向SpaceWire数据接口模块发送RMAP应答包?’另一端连接异步数据收发双端口 RAM,对异步数据收发双端口 RAM中的数据进行读写操作;
[0012]RMAP目标节点控制器包括目标命令包解码模块、验证控制模块、目标节点控制器模块;DMA (Direct Memory Access,直接内存存取)模块、目标应答包编码模块和CRC(Cyclical Redundancy Check,循环冗余校验码)数据校验模块。
[0013]具体工作过程是:
[0014]步骤1、目标命令包解码模块对RMAP请求命令包进行解析,得到读写控制信息、地址信息、数据信息分别发送到目标节点控制器模块、DMA模块和验证控制模块。
[0015]步骤2、验证控制模块负责将传输过来的数据做CRC校验,判断接收到的数据是否有错误,如果无误,将数据缓存并传输到DMA模块;否则,进入步骤6 ;
[0016]步骤3、目标节点控制器模块根据读写控制信息给DMA模块发送控制指令;如果是读命令,进入步骤4,如果是写命令,进入步骤5 ;
[0017]RMAP请求命令包的读写控制信息包括读命令和写命令两种,通过读写控制信息控制DMA模块从异步数据收发双端口 RAM中进行读写操作;
[0018]步骤4、DMA模块根据步骤I的地址信息以及读命令,读取异步数据收发双端口 RAM中存储的CAN总线数据帧,并传递给目标应答包编码模块;同时将读命令完成后的控制命令发送给目标节点控制器模块;
[0019]步骤5、DMA模块根据步骤I的地址信息以及写命令,将CRC校验后的数据信息存入异步数据收发双端口 RAM中,向CAN总线控制器发出控制命令;同时将写命令完成后的控制命令发送给目标节点控制器模块;
[0020]步骤6、目标节点控制器模块控制目标应答包编码模块生成RMAP应答包发送到Spaceffire数据接口模块。
[0021]当发起RMAP请求命令包为写命令时,RMAP应答包的数据字段是写异步数据收发双端口 RAM是否成功的状态信息;当发起RMAP请求命令包为读命令时,RMAP应答包中的数据字段是CAN总线数据帧;如果验证控制模块CRC校验的数据是错误的,RMAP应答包中的数据字段是错误状态应达包。
[0022]SpaceWire数据接口模块包括发送器、状态机、接收器、发送fifo (First InputFirst Output的缩写,先入先出队列)模块和接收fifo模块;该SpaceWire数据接口模块一端连接星载计算机,接收或者发送SpaceWire协议数据帧;另一端与RMAP目标节点控制器通过链路控制信号总线、数据总线、状态标记信号总线、时间码控制信号总线连接在一起,通过RMAP目标节点控制器控制SpaceWire数据接口模块工作方式以及状态检测。
[0023]一种应用RMAP协议实现CAN总线设备即插即用的装置的具体使用方法为:
[0024]步骤一、首先对异步数据收发双端口 RAM进行配置;
[0025]将异步数据收发双端口 RAM起始1kb的地址空间被分配为存储外部节点设备描述信息、网络节点物理地址信息、协议转换器工作状态、存储器地址映射等信息;其余地址空间被分配作为存储有效载荷数据,供RMAP目标节点控制器和CAN总线控制器读写访问。
[0026]步骤二、CAN总线接口传感设备传输CAN总线数据帧给CAN总线控制器;
[0027]步骤三、CAN总线控制器将CAN总线数据帧存储到异步数据收发双端口 RAM ;
[0028]CAN总线控制器接收到CAN总线数据帧后,保留有效的数据域字段并存储到异步数据收发双端口 RAM中,同时将CAN总线控制器的状态信息发送到异步数据收发双端口RAM0
[0029]步骤四、星载计算机或RMAP发起节点设备给SpaceWire数据接口模块发送RMAP请求命令包。
[0030]RMAP请求命令包是指,星载计算机或者RMAP发起节点设备发送的SpaceWire协议数据帧。
[0031 ] 步骤五、Spaceffire数据接口模块将RMAP请求命令包传输给RMAP目标节点控制器;
[0032]RMAP目标节点控制器进行如下操作:
[0033]首先,目标命令包解码模块负责解析RMAP命令包,将解析得到的读写控制信息、地址信息、数据信息分别发送到目标节点控制器模块、DMA模块和验证控制模块。
[0034]然后,验证控制模块将得到的数据信息进行CRC校验,缓存到DMA模块;数据信息为RMAP命令包中的数据载荷和CRC载荷字段。
[0035]步骤六、RMAP目标节点控制器对异步数据收发双端口 RAM进行读写操作;
[0036]具体为:当RMAP请求命令包为RMAP读命令包时,DMA模块读取异步数据收发双端口 RAM中存储的CAN总线数据帧;
[0037]当RMAP请求命令包为
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