CAN中继器设计及其应用.

CAN中继器设计及其应用

2008-01-20

摘要：阐述了ＣＡＮ中继器的重要作用，详细分析了ＣＡＮ中继器的软、硬件设计方法，并对其在食堂售饭系统中的应用作了分析说明。

关键词：ＣＡＮ总线ＣＡＮ控制器ＣＡＮ中继器

ＣＡＮ总线是Ｂｏｓｃｈ公司为现代汽车应用而推出的一种总线，与一般的通信总线相比，ＣＡＮ总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。ＣＡＮ总线现已广泛应用于工业现场控制、小区安防、环境监控等众多领域中。ＣＡＮ总线为多主方式工作，网络上任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息而不分主从，通信方式灵活，且无需站地址等节点信息。

ＣＡＮ中继器是ＣＡＮ总线系统组网的关键设备之一，在稍大型的ＣＡＮ总线系统中经常会用到中继器。本文所讨论的中继器除了具有中继功能以外，还具有一定的网桥功能。因为只要对中继器的初始化参数进行适当配置，就能使中继器既具有报文转发功能，又具有报文过滤功能，这里只是借用了中继器的名称而已。

使用中继器的优点主要表现在以下几方面：

（１）过滤通信量。中继器接收一个子网的'报文，只有当报文是发送给中继器所连的另一个子网时，中继器才转发，否则不转发。

（２）扩大了通信距离，但代价是增加了一些存储转发延时。

（３）增加了节点的最大数目。

（４）各个网段可使用不同的通信速率。

（５）提高了可靠性。当网络出现故障时，一般只影响个别网段。

（６）性能得到改善。

当然，使用中继器也有一定的缺点，例如：

（１）由于中继器对接收的帧要先存储后转发，增加了延时。

（２）ＣＡＮ总线的ＭＡＣ子层并没有流量控制功能。当网络上的负荷很重时，可能因中继器中缓冲区的存储空间不够而发生溢出，以致产生帧丢失的现象。

（３）中继器若出现故障，对相邻两个子网的工作都将产生影响。

１ＣＡＮ中继器硬件电路设计

图１所示为ＣＡＮ中继器硬件结构框图。ＣＡＮ中继器主要由８９Ｃ５２和两路ＣＡＮ控制器接口组成。８９Ｃ５２作为ＣＡＮ中继器的微控制器，负责整个中继器的监控任务。两路ＣＡＮ控制器接口电路基本相同，都是由ＣＡＮ通信控制器ＳＪＡ１０００、光电耦合电路和ＣＡＮ总线驱动器８２Ｃ２５０组成。ＣＡＮ总线驱动器都采用带隔离的ＤＣ／ＤＣ模块单独供电。这样，不仅实现了两路ＣＡＮ接口之间的电气隔离，也实现了中继器与ＣＡＮ总线的隔离。虽然这在一定程度上增加了中继器硬件的复杂

[1] [2] [3]