一种车载网络通信终端的制作方法

文档序号:15482515发布日期:2018-09-18 23:00阅读:196来源:国知局

本实用新型涉及车载总线网络领域和嵌入式系统领域,具体涉及一种车载网络通信终端。即实现CAN、LIN、FlexRay三种总线间数据的相互通信。



背景技术:

CAN总线具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强等优点,现已被广泛应用于机械工业、数控机床、医疗器械以及传感器等诸多领域之中, 但成本相对较高。LIN总线主要应用范围是为现有的汽车网络提供辅助功能,带宽较小,通常数据传输速率最高为20kbit/s,用在不需要CAN总线的带宽的场合,比如车门、座椅、方向灯、汽车顶棚等地方,可以大大降低采用CAN总线的成本。新一代FlexRay是高速串行通信的汽车网络,不仅具有带宽高、低延迟、可靠性高等特点,还能够全面降低复杂性,并具备故障容错功能,因此其正逐渐取代CAN总线,可用在汽车上对安全性要求更高的部分。很长一段时间内CAN、LIN、FlexRay三种总线将共存,因此如何处理三种总线间的信息共享问题是目前发展的需要。



技术实现要素:

针对上述问题,本实用新型提供一种车载网络通信终端。该通信终端提供CAN总线、LIN总线以及FlexRay总线的接口,接收三种总线的数据信息,完成CAN、LIN、FlexRay网络之间的协议转换功能,并分别发送至CAN通信模块、LIN通信模块、FlexRay通信模块,实现CAN、LIN、FlexRay三种总线间的信息共享。

为实现所述通信协议转换功能,本实用新型采用模块化设计,包括主控模块、CAN通信模块、LIN通信模块、FlexRay通信模块。主控模块采用NXP公司的MC9S12XF512芯片,通过片上接口与其它三个模块相连,在主控模块的管理与监控下,通过协议转换等过程达成数据共享的目标,实现CAN、LIN、FlexRay三种总线网络之间的通信。

所述主控模块采用NXP公司的MC9S12XF512芯片,基于增强型S12X内核,可提供32位性能的16位MCU,功耗低,具有用于支持高速串行通信的FlexRay模块,各种比特率高达10 Mbit /s。采用具有FIFO接收缓冲器配置和输入的MSCAN模块,针对处理大量消息标识符的终端应用程序优化过滤,可靠性高、成本低、片上资源丰富。主控模块通过丰富的片上资源分别与各个功能模块连接,实现终端的管理功能。通过片上自带的CAN控制器与CAN通信模块互连,通过片上自带的FlexRay控制器与FlexRay通信模块互连,通过串行I/O接口与LIN通信模块连接。

所述的CAN通信模块由NXP公司的MC9S12XF512片上CAN控制器与TI公司的CAN收发器SN65HVD25组成,其数据传输率最高可达1Mbps,接入CAN总线网络,实现与CAN总线的连接。

所述的LIN通信模块由NXP公司的LIN收发器MC33662组成,兼容LIN协议规范1.3、2.0、2.1,作为CAN总线的补充,其数据传输速率通常为20kbit/s,实现与LIN总线网络的连接,并与网络中的其它设备进行数据传输。

所述的FlexRay通信模块由MC9S12XF512片上FlexRay控制器与Infineon公司的FlexRay收发器TLE9222组成,满足FlexRay 2.1规范,数据传输速率可从1 Mbps 到10Mbps,实现与FlexRay总线网络的连接。

与现有技术相比,本实用新型具有如下优点:

采用模块化设计,一方面方便对程序进行调试、修改和移植,同时也有利于日后进行终端性能维护以及功能扩展升级;主控模块采用NXP公司的MC9S12XF512芯片,片上集成有CAN通信控制器以及FlexRay通信控制器,可直接使用,使模块之间连接简单方便,在此基础上实现本实用新型成本低,更容易实现不同网络之间的信息共享;由于LIN总线作为辅助总线,协议简单,不需要专门的LIN控制器,故LIN通信模块直接采用LIN收发器与主控相连,降低了成本,使结构简单化,便于后期维修。

附图说明

图1为本实用新型终端结构框图。

图2为本实用新型主控模块原理框图。

图3为本实用新型CAN通信模块原理框图。

图4为本实用新型LIN通信模块原理框图。

图5为本实用新型FlexRay通信模块原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步的详细说明。

如图1所示,一种车载网络通信终端,包括主控模块、CAN通信模块、LIN通信模块、FlexRay通信模块。所述主控模块采用NXP公司的MC9S12XF512芯片,并通过片上资源分别与各个功能模块连接,具体为通过片上自带的CAN控制器与CAN通信模块互连,通过片上自带的FlexRay控制器与FlexRay通信模块互连,通过串行I/O接口与LIN通信模块连接,经过报文传输和协议转换等过程达到三种总线网络间的信息交互。

所述主控模块U1采用NXP公司的MC9S12XF512芯片,基于增强型S12X内核,可提供32位性能的16位MCU,功耗低,具有用于支持高速串行通信的FlexRay模块,各种比特率高达10 Mbit/s。采用具有FIFO接收缓冲器配置和输入的MSCAN模块,针对处理大量消息标识符的终端应用程序优化过滤,可靠性高、成本低、片上资源丰富。主控模块U1通过丰富的片上资源分别与各个功能模块连接,实现终端的管理功能。如图2所示,具体电路为主控U1通过引脚RXCAN0和TXCAN0分别与CAN收发器的引脚R和引脚D电气连接。U1通过引脚DATA0、DATA1分别与LIN通信模块U3的引脚TXD1、RXD1电气连接。U1通过引脚RXD_A、TXD_A、TXE_A、DATA8、DATA9分别与FlexRay通信模块U4的引脚RXD2、TXD2、TXEN、STBN、ERRN电气连接。

所述的CAN通信模块由NXP公司的MC9S12XF512片上CAN控制器与TI公司的CAN收发器SN65HVD25组成,其数据传输率最高可达1Mbps,接入CAN总线网络,实现与CAN总线的连接。如图3所示。具体为通过CAN收发器U2的引脚R、D分别与主控模块U1的引脚RXCAN0和TXCAN0电气连接,U2的引脚CANH、CANL两端跨接一个120欧姆的电阻后接入CAN总线网络用来防止信号反射。

所述的LIN通信模块由NXP公司的LIN收发器MC33662组成,兼容LIN协议规范1.3、2.0、2.1,作为CAN总线的补充,其数据传输速率通常为20kbit/s,实现与LIN总线网络的连接,并与网络中的其它设备进行数据传输。如图4所示。具体为通过LIN通信模块U3的引脚TXD1、RXD1分别与主控模块U1的引脚DATA0、DATA1电气连接,U3的引脚LIN直接接入LIN总线网络。

所述的FlexRay通信模块由MC9S12XF512片上FlexRay控制器与Infineon公司的FlexRay收发器TLE9222组成,满足FlexRay 2.1规范,数据传输速率可从1 Mbps 到10Mbps,实现与FlexRay总线网络的连接。如图5所示,具体连接方式为U4的引脚RXD2、TXD2、TXEN、STBN、ERRN分别与U1的引脚RXD_A、TXD_A、TXE_A、DATA8、DATA9电气连接,U4的引脚BM、BP与FlexRay总线网络电气连接,实现与FlexRay总线网络的连接。

本实用新型的工作过程为系统通过CAN通信模块、LIN通信模块、FlexRay通信模块接入现场总线,接入时主控模块上电,同时对通信端口进行初始化。当总线网络请求发送数据时,对应的CAN、LIN、FlexRay接收器分别接受对应总线所发送的报文信息并发送至主控模块,主控模块通过报文滤波后将数据暂存到主控模块相应的数据缓存区,当有总线需要相关信息时,主控模块将相关数据经过协议转换后发送给请求数据的总线接收器并进一步传送至对应总线,达到信息共享的目的。

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