嵌入式双冗余CAN—Ethernet网关的设计与实现

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设计实现了船舶控制系统中ＣＡＮ总线协议与ＴＣＰ／ＩＰ协议的数据交换。
关键词：控制器局域网总线；以太网；网关
中图分类号：ＴＰ２７３．５
文献标志码：Ａ
ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＲｅｄｕｎｄａｎｔＥｍｂｅｄｄｅｄＣＡＮ— ＥｔｈｅｒｎｅｔＧａｔｅｗａｙ
２．中海船研科技股份有限公司民船产品事业部，上海２００１３５）
摘
要：随着互联网技术与船舶自动化技术的深入结合，为了使船舶控制系统实现现场控制网与信息管理网的无
缝连接，设计了基于ＡＲＭ７处理器的双冗余ＣＡＮ— Ｅｔｈｅｒｎｅｔ网关。详细说明了硬件平台的搭建及软件的设计，该
２．ＣｏｍｍｅｒｃｉａｌＭａｒｉｎｅＰｒｏｄｕｃｔｓＤｉｖｉｓｉｏｎ，ＣｈｉｎａＳｈｉｐｐｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，ＬＴＤ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００１３５，Ｃｈｉｎａ）
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＡＮｂｕｓ；ｅｔｈｅｒｎｅｔ；ｇａｔｅｗａｙ
０引言
目前，控制器局域网（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ，ＣＡＮ）现场总线技术日渐成熟，被广泛应用于船舶控制
性。
１硬件设计
１．１ＣＰＵ单元
中央处理器（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ，ＣＰＵ）芯片选用ＮＸＰ公司的ＬＰＣ２３７８微控制器，其功能强大、成
本低、效率高，支持１０／１００ＭＥｔｈｅｒｎｅｔ，提供２路ＣＡＮ２．０Ｂ接口、多个串行接口，具有系统编程（Ｉｎ — Ｓｙｓｔｅｍ
ａｎｄＴＣＰ／ＩＰｐｒｏｔｏｃｏｌｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｇｉｖｅｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｉｎｄｅｔａｉｌ．
第３６卷第２期２０１３年６月
上
海
船
舶
运
输
科Hale Waihona Puke Baidu
学
研
究
所
学
报
Ｖｏ１．３６Ｎｏ．２
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＨＡＮＧＨＡＩＳＨＩＰＡＮＤＳＨＩＰＰＩＮＧＲＥＳＥＡＲＣＨＩＮＳＴＩＴＵＴＥ
Ｊｕｎ．２０１３
ＨｕａＪｉｎ，ＧｕｏＪｉａｎｇｕｏ
（１．ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＣｈｉｎａＳｈｉｐｐｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，ＬＴＤ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００１３５，Ｃｈｉｎａ；
文章编号：１６７４ — ５９４９（２０１３）０２ — ００４３ — ０６
嵌入式双冗余ＣＡＮ— Ｅｔｈｅｒｎｅｔ网关的设计与实现
华金，郭建国
（１．中海船研科技股份有限公司研究开发部，上海２００１３５；
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏａｃｈｉｅｖｅｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｒｅｌｉａｂｌｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｍａｒｉｎｅＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）ＢｕｓａｎｄＥｔｈ — ｅｒｎｅｔ，ａＣＡＮ— ＥｔｈｅｒｎｅｔｒｅｄｕｎｄａｎｔｇａｔｅｗａｙｂａｓｅｄｏｎＡＲＭ７ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｇａｔｅｗａｙｐａｓｓｅｓｔｒａ｛ｆｉｃｏｆＣＡＮｐｒｏｔｏｃｏｌ
领域，如主机遥控、电站监控以及火灾延伸报警系统中。同时随着互联网技术与船舶自动化技术的深入结
合，使现场设备能“ 无缝” 连接至以太网。ＣＡＮ — Ｅｔｈｅｒｎｅｔ网关的设计方案，有效解决了控制系统中下层现场总线控制网和上层信息管理网的互联问题，同时采用了双冗余技术，提高系统运行的可靠性及故障的可诊断