基于VxWorks操作系统环境下的CAN总线驱动方法及系统的制作方法
【专利摘要】一种基于VxWorks操作系统环境下的CAN总线驱动方法，初始化CAN设备，对CAN设备寄存器进行配置，启动参数配置和邮箱配置和使能中断；为每个节点配置唯一的ID；为与主板通信的M块从板,建立M个虚拟设备及一个广播设备,为每个虚拟设备及广播设备建立与之对应的接收buff和发送buff,使虚拟设备与目的通讯节点形成一一对应关系；当主板要进行通信时,先执行链路探测,建立发送节点和目标节点的链路;每个通节点间发出的报文都配有唯一的报文ID，中断处理过滤报文ID，将报文发送至指定的目的节点，形成节点间的通信。本发明的有益效果是为上层软件CAN通讯开发提供统一接口,上层软件和驱动层不会产生耦合问题降低了上层开发人员CAN通讯开发的难度。
【专利说明】基于VxWorks操作系统环境下的CAN总线驱动方法及系统
【技术领域】 [0001] 本发明涉及VxWorks操作系统，特别是涉及基于VxWorks操 作系统环境下的CAN总线驱动方法及系统。
[0002]
【背景技术】 目前，美国风河公司的VxWorks操作系统并没有提供标准的 CAN(Controller Area Network)总线驱动开发模型，基于VxWorks操作系统，现有技术CAN 驱动主要采用单片机的CAN驱动方法和VxWorks传统1/0设备驱动方法。
[0003] 参见图12,现有技术利用单片机的CAN驱动开发，需要进行如下工作： (1) 编写自定义的接收、发送缓存； (2) CAN寄存器配置，中断收、发、异常处理； (3) 编写提供给上层软件的接口。
[0004] 这种方法缺陷在于提供给上层软件的接口不统一，是非标准接口；应用层和驱动 层代码耦合严重，不利于代码维护；自定义的缓存管理，稳定性和效率缺失。
[0005] 参见图13,现有技术采用VxWorks传统1/0设备驱动开发，驱动开发人员开发要 完成如下工作： (1) 编写提供给应用层的接口； (2) 在传统1/0设备驱动开发模型下的数据处理； (3) 中断处理和系统缓存的关联。
[0006] 这种方法同存在提供给上层软件的接口不统一，非标准接口；应用层和驱动层代 码耦合严重，不利于代码维护的问题，同时需要进行CAN相关参数配置，增加了上层软件 CAN通讯开发的复杂性。
【发明内容】
[0007] 本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出 一种基于VxWorks操作系统环境下的CAN总线驱动方法，解决现有技术的CAN总线驱动方 法中存在提供给上层软件的接口不统一、应用层和驱动层代码耦合严重等问题。
[0008] 本发明为解决上述技术问题而提出的技术方案是： 提出一种基于VxWorks操作系统环境下的CAN总线驱动方法，初始化CAN设备，对CAN 设备寄存器进行配置，启动参数配置和邮箱配置和使能中断；为每个节点配置唯一的ID ; 为与主板通信的Μ块从板，建立Μ个虚拟设备及一个广播设备，为每个虚拟设备及广 播设备建立与之对应的接收buff和发送buff，使虚拟设备与目的通讯节点形成--对应 关系； 当主板要进行通信时，先执行链路探测，建立发送节点和目标节点之间的链路； 每个节点发出的报文都配有唯一的报文ID，所述报文ID中包含有目的节点ID和发文 节点ID，中断处理过滤报文ID，将报文发送至指定的目的节点，形成节点间的通信； 将虚拟设备名、CAN设备参数配置信息提供给应用层。 所述执行链路探测包括步骤：由发送数据的节点发送一个远程帧后，等待接收对方的 回复；接收数据的节点接收到远程帧后，发送回复；发送数据的节点接收到对方的回复后， 链路建立。
[0009] 当中断状态显示通讯异常时，中断处理会进行异常处理，将当前CAN设备的链路 状态发送到上层软件。
[0010] 各所述虚拟设备只接收与之对应节点的从板发过来的报文；所述从板只接受包 含自身ID的报文和广播ID报文。
[0011] 所述主板通过调用编制接口 wirte或read函数与从板进行通信。
[0012] 所述CAN设备参数配置信息包括本地ID设置、波特率设置、链路探测和链路状态 获取。
[0013] 本发明为解决上述技术问题还提出的技术方案是： 设计一种基于VxWorks操作系统环境下的CAN总线驱动系统，包括主板、CAN设备，和 与CAN设备对应且与主板通信的从板，其特征在于：CAN设备初始化时，配置CAN设备寄存 器，启动参数配置和邮箱配置及使能中断，每个节点配置有唯一的ID ;假设有Μ块从板与主 板通信，Μ块从板对应配置有Μ个虚拟设备和一个广播设备；每个虚拟设备及广播设备建立 有与之对应的接收buff和发送buff，虚拟设备与目的通讯节点形成一一对应关系；主板 要进行通信时，先执行链路探测，建立发送节点和目标节点之间的链路；每个节点发出的 报文都配有唯一的报文ID，所述报文ID中包含有目的节点ID和发文节点ID，中断处理过 滤报文ID，报文被发送至指定的目的节点，形成节点间的通信；虚拟设备名、CAN设备参数 配置信息被提供给应用层。
[0014] 同现有技术相比较，本发明的有益效果是：1.每块从板都配置了相应的虚拟设 备，与主板通信，为上层软件CAN通讯开发提供统一接口，上层软件和驱动层不会产生耦合 问题，2.采用链路探测的心跳功能，提高了通讯过程的稳定性，使上层软件维护链路更加 方便，为设备间通讯提供了高效、稳定CAN通讯；降低了上层开发人员CAN通讯开发的难 度。
[0015]
【专利附图】
【附图说明】 图1是本发明基于VxWorks操作系统环境下的CAN总线驱动方法之优选实施例的逻辑 结构示意图； 图2是所述优选实施例中CAN设备初始化的流程图； 图3是所述优选实施例中主从设备建立一一对应关系的示意图； 图4是所述优选实施例之中断处理的工作流程示意图； 图5是所述优选实施例中CPU板CAN设备名称表； 图6是所述优选实施例中SP板(从板）CAN设备名称表； 图7是所述优选实施例中基于链路探测的心跳检测功能； 图8是所述优选实施中CPU板进行通信时，进行CAN设备初始化流程示意图； 图9是所述优选实施中SP进行CAN设备初始化流程示意图； 图10是所述优选实施例中主板与多从板进行通信工作示意图； 图11是所述优选实施例中广播设备与多从板进行通信工作示意图； 图12是现有技术利用单片机的CAN驱动开发工作模型； 图13是现有技术利用VxWorks传统I/O设备驱动方法工作模型。。
[0016]
【具体实施方式】 下面，结合附图所示之各优选实施例进一步阐述本发明。
[0017] 参见图1至9,本发明之优选实施例是设计一种基于VxWorks操作系统环境下下 CAN总线驱动方法及系统，先进行板级支持包BSP (Board Support Package)的设定： 参见图2，初始化CAN设备，对CAN设备寄存器进行配置，启动参数配置和邮箱配置和使 能中断；为每个节点配置唯一的ID。
[0018] 参见图3,为与主板通信的Μ块从板，建立Μ个虚拟设备及一个广播设备，为每个 虚拟设备及广播设备建立与之对应的接收buff和发送buff，使虚拟设备与目的通讯节点 形成一一对应关系；当主板要进行通信时，先执行链路探测，建立发送节点和目标节点的 链路，即由发送数据的节点发送一个远程帧后，等待接收对方的回复；发送数据的节点接收 到对方的回复后，链路建立，过程正如图7所示。
[0019] 每个通节点间发出的报文都配有唯一的报文ID，所述报文ID包含了有目的节点 ID和发文节点ID的，中断处理过滤报文ID，将报文发送至指定的目的节点，形成节点间的 通信，也即主板的各虚拟设备只接收与之对应节点的从板发过来的报文，而所述从板只接 受包含自身ID的报文和广播ID报文。
[0020] 参见图4,当中断状态显示通讯异常时，中断处理还进行异常处理，将当前CAN设 备的链路状态发送到上层软件。
[0021] 将虚拟设备名、CAN设备参数配置信息提供给应用层，形成类似图5和图6的信息 记录表；所述CAN设备参数配置信息包括本地ID设置、波特率设置、链路探测和链路状态获 取。
[0022] 参见图8至图11基于上述设定，上层软件进行CAN通讯开发，首先初始化CAN设 备，如图7和图6所示，主、从板分别打开设备名、设置本地ID，设置波特率，并且实施链路探 测。
[0023] 参见图10,所述主板通过调用编制接口 wirte或read函数与从板进行通信。当 主板对多个从板进行通讯的建立时，主板打开要通信的设备名，设置本地ID，设置波特率， 实施链路探测，链路建立后，所述主板是通过调用编制接口 wirte或read函数与从板进行 通信然后通过在对应设备描述符fd (-个设备描述符fd对应一个发送buff和一个接收 buff)上收发数据；从板打开和主板通信的设备，设置本地ID，设置波特率，实施链路探测， 链路建立后，然后通过在对应设备描述符fd上收发数据。
[0024] 参见11当需进行广播通信时主板打开要通信的设备，设置本地I D，设置波特 率，建立链路；打开广播设备，设备本地I D，设备波特率，建立链路，在广播fd上发送数 据； 从板打开和主板通信的设备，设置本地ID，设置波特率，链路探测，链路建立后，然后通 过在对应设备描述符f d上收发数据。
[0025] 在通讯过程中，进行心跳检测即节点间通信需要实时监控节点间的通信链路状 况，采用前述的链路探测，并获取链路状态，保证通讯过程中的稳定性。
[0026] 显然，本例中公开的基于VxWorks操作系统环境下的CAN总线驱动方案，为上层 软件CAN通讯开发提供统一接口，上层软件和驱动层不会产生耦合问题，使得上层软件维 护链路更加方便，为设备间通讯提供了高效、稳定CAN通讯；有效降低了上层开发人员 CAN通讯开发的难度。
【权利要求】
1. 一种基于VxWorks操作系统环境下的CAN总线驱动方法，其特征在于，包括如下步 骤： 初始化CAN设备，对CAN设备寄存器进行配置，启动参数配置和邮箱配置及使能中断； 为每个节点配置唯一的ID ; 为与主板通信的Μ块从板，建立Μ个虚拟设备及一个广播设备，为每个虚拟设备及广 播设备建立与之对应的接收buff和发送buff，使虚拟设备与目的通讯节点形成--对应 关系； 当主板要进行通信时，先执行链路探测，建立发送节点和目标节点之间的链路； 每个节点发出的报文都配有唯一的报文ID，所述报文ID中包含有目的节点ID和发文 节点ID，中断处理过滤报文ID，将报文发送至指定的目的节点，形成节点间的通信； 将虚拟设备名、CAN设备参数配置信息提供给应用层。
2. 按照权利要示1所述的基于VxWorks操作系统环境下的CAN总线驱动方法，其特征 在于： 所述执行链路探测包括步骤：由发送数据的节点发送一个远程帧后，等待接收对方的 回复； 接收数据的节点接收到远程帧后，发送回复； 发送数据的节点接收到对方的回复后，链路建立。
3. 按照权利要示1所述的基于VxWorks操作系统环境下的CAN总线驱动方法，其特征 在于： 当中断状态显示通讯异常时，中断处理会进行异常处理，将当前CAN设备的链路状态 发送到上层软件。
4. 按照权利要示1所述的基于VxWorks操作系统环境下的CAN总线驱动方法，其特征 在于： 各所述虚拟设备只接收与之对应节点的从板发过来的报文；所述从板只接受包含自身 ID的报文和广播ID的报文。
5. 按照权利要示1所述的基于VxWorks操作系统环境下的CAN总线驱动方法，其特征 在于： 所述主板通过调用编制接口的wirte或read函数与从板进行通信。
6. 按照权利要示1所述的基于VxWorks操作系统环境下的CAN总线驱动方法，其特征 在于： 所述CAN设备参数配置信息包括本地ID设置、波特率设置、链路探测和链路状态获取。
7. -种基于VxWorks操作系统环境下的CAN总线驱动系统，包括主板、CAN设备，和与 CAN设备对应且与主板通信的从板，其特征在于：CAN设备初始化时，配置CAN设备寄存器， 启动参数配置和邮箱配置及使能中断，每个节点配置有唯一的ID ;假设有Μ块从板与主板 通信，Μ块从板对应配置有Μ个虚拟设备和一个广播设备；每个虚拟设备及广播设备建立有 与之对应的接收buff和发送buff，虚拟设备与目的通讯节点形成--对应关系；主板要 进行通信时，先执行链路探测，建立发送节点和目标节点之间的链路；每个节点发出的报 文都配有唯一的报文ID，所述报文ID中包含有目的节点ID和发文节点ID，中断处理过滤 报文ID，报文被发送至指定的目的节点，形成节点间的通信；虚拟设备名、CAN设备参数配 置信息被提供给应用层。
8. 按照权利要求7所述的基于VxWorks操作系统环境下的CAN总线驱动系统，其特征 在于：各所述虚拟设备只接收与之对应节点的从板发过来的报文；所述从板只接受包含自 身ID的报文和广播ID的报文。
9. 按照权利要求7所述的基于VxWorks操作系统环境下的CAN总线驱动系统，其特征 在于：所述主板通过调用编制接口的wirte或read函数与从板进行通信。
10. 按照权利要求7所述的基于VxWorks操作系统环境下的CAN总线驱动系统，其特 征在于：所述CAN设备参数配置信息包括本地ID设置、波特率设置、链路探测和链路状态获 取。
【文档编号】G06F9/44GK104102607SQ201410339504
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】丁明伟 申请人:航天科工深圳（集团）有限公司