專(zhuān)利名稱(chēng)：FlexRay 總線與LIN 總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置及方法。
背景技術(shù)：
目前汽車(chē)上多采用CAN總線作為主干通信網(wǎng)絡(luò)，其中CAN (ControllerArea Network,CAN)是局域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議。在當(dāng)前的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中，出于對(duì)安全性、舒適性、方便性、低公害、低成本的要求，各種各樣的電子控制系統(tǒng)被開(kāi)發(fā)了出來(lái)。LIN總線是用于汽車(chē)分布式電控系統(tǒng)的一種新型低成本串行通信總線，其中 LIN(Local Interconnect Network)是當(dāng)?shù)鼗ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是一種基于UATR的數(shù)據(jù)格式、主從結(jié)構(gòu)的單線12V的總線通信系統(tǒng)，主要用于智能傳感器(smart sensors)和執(zhí)行器的串行通信，目前常用于與汽車(chē)安全無(wú)關(guān)的單元，比如燈控單元、門(mén)控單元、座椅控制單元寸。目前車(chē)輛中多采用CAN總線與LIN總線進(jìn)行通信，然而隨著車(chē)輛智能化程度的提高及智能節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加，尤其是面對(duì)新一代以線控系統(tǒng)(X-by-wire)為主導(dǎo)的汽車(chē)通信應(yīng)用所需的高容錯(cuò)性、高實(shí)時(shí)性和高帶寬，CAN總線這種事件驅(qū)動(dòng)型的網(wǎng)絡(luò)作為主干通信手段逐漸顯示出了其局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置及方法，以解決CAN總線的局限性問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了 FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，包括LIN總線收發(fā)器，用于根據(jù)中央控制器的命令將接收到的LIN總線上的數(shù)據(jù)通過(guò) LIN總線隔離電路發(fā)送數(shù)據(jù)到中央控制器，或根據(jù)中央控制器的命令通過(guò)LIN總線隔離電路接收中央控制器的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)發(fā)送到LIN總線上；FlexRay總線收發(fā)器，用于根據(jù)中央控制器的命令將接收到的FlexRay總線上的數(shù)據(jù)通過(guò)FlexRay總線隔離電路發(fā)送到中央控制器，或根據(jù)中央控制器的命令通過(guò) FlexRay總線隔離電路接收中央控制器的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)發(fā)送到FlexRay總線上；LIN總線隔離電路，用于LIN總線隔離電路兩側(cè)電路的電氣隔離，將中央控制器的數(shù)據(jù)發(fā)送到LIN總線收發(fā)器，并且接收LIN總線收發(fā)器的數(shù)據(jù)到中央控制器；FlexRay總線隔離電路，用于FlexRay總線隔離電路兩側(cè)電路的電氣隔離，將中央控制器的數(shù)據(jù)發(fā)送到FlexRay總線收發(fā)器，并且接收FlexRay總線收發(fā)器的數(shù)據(jù)到中央控制器；中央控制器，用于接收上位計(jì)算機(jī)的指令并根據(jù)指令生成協(xié)議映射表，讀取 FlexRay總線或LIN總線上的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，根據(jù)協(xié)議映射表對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議映射，并將協(xié)議映射后的數(shù)據(jù)發(fā)送到LIN總線或FlexRay總線上；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)中央控制器傳送的數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器按照物理地址分為兩個(gè)存儲(chǔ)模塊，包括LIN總線數(shù)據(jù)模塊，用于存儲(chǔ)中央控制器從LIN總線獲取的數(shù)據(jù)；FlexRay總線數(shù)據(jù)模塊，用于存儲(chǔ)中央控制器從FlexRay總線獲取的數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，所述的裝置還包括RS232接口電路，用于與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信；優(yōu)選的，所述的裝置還包括電源電路，有相互隔離的3路電源輸出，分別用于為中央控制器、LIN總線收發(fā)器和FlexRay總線收發(fā)器提供供電電壓。優(yōu)選的，所述的協(xié)議映射表，包括從LIN總線到FlexRay總線的映射表，其中保存的內(nèi)容為根據(jù)LIN總線上接收到數(shù)據(jù)包中所包含的ID信息來(lái)映射該數(shù)據(jù)包所對(duì)應(yīng)的FlexRay總線周期時(shí)槽；從FlexRay總線到LIN總線的映射表，其中保存的內(nèi)容為根據(jù)FlexRay總線上接收到數(shù)據(jù)包隨對(duì)應(yīng)的發(fā)送時(shí)槽來(lái)映射該數(shù)據(jù)包所對(duì)應(yīng)的LIN總線的ID信息，所述ID信息用于找到該數(shù)據(jù)包發(fā)送到LIN總線上的目的節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)內(nèi)容所代表的物理意義。本發(fā)明還提供了 FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換方法，包括中央處理器通過(guò)RS232接口電路接收上位計(jì)算機(jī)的指令，并根據(jù)所述指令生成 FlexRay總線與LIN總線之間的協(xié)議映射表；中央控制器通過(guò)LIN總線收發(fā)器和LIN總線隔離電路讀取LIN總線上的數(shù)據(jù)，或通過(guò)FlexRay總線收發(fā)器和FlexRay總線隔離電路讀取FlexRay總線上的數(shù)據(jù)；中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表將所述讀取的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中；中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議映射；中央控制器將協(xié)議映射后的數(shù)據(jù)通過(guò)FlexRay總線隔離電路和FlexRay總線收發(fā)器發(fā)送到FlexRay總線上，或中央控制器將協(xié)議映射后的數(shù)據(jù)通過(guò)LIN總線隔離電路和LIN 總線收發(fā)器發(fā)送到LIN總線上。優(yōu)選的，所述中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表將所述讀取的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，包括中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表，將通過(guò)LIN總線收發(fā)器和LIN總線隔離電路讀取的 LIN總線上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的LIN總線數(shù)據(jù)模塊；中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表，將通過(guò)FlexRay總線收發(fā)器和FlexRay總線隔離電路讀取的FlexRay總線上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的FlexRay總線數(shù)據(jù)模塊。優(yōu)選的，所述中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行從LIN總線到FlexRay總線的協(xié)議映射，包括中央控制器將接收到的LIN總線上的數(shù)據(jù)根據(jù)協(xié)議映射表存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中 LIN總線數(shù)據(jù)模塊的對(duì)應(yīng)地址；中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表查找數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的LIN總線數(shù)據(jù)模塊的不同存儲(chǔ)地址的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的FlexRay總線周期時(shí)槽；
在不同存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的時(shí)槽到來(lái)前的一個(gè)時(shí)槽讀取該地址內(nèi)的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)打包成FlexRay總線的數(shù)據(jù)格式；在不同存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的時(shí)槽到來(lái)時(shí)通過(guò)FlexRay總線隔離電路和FlexRay總線收發(fā)器發(fā)送到FlexRay總線上。優(yōu)選的，所述中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行從FlexRay 總線到LIN總線的協(xié)議映射，包括將接收到的FlexRay總線上的數(shù)據(jù)根據(jù)其對(duì)應(yīng)的發(fā)送時(shí)槽存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中 FlexRay總線數(shù)據(jù)模塊的對(duì)應(yīng)地址；中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表查找數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的FlexRay總線數(shù)據(jù)模塊的不同存儲(chǔ)地址的數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的LIN總線數(shù)據(jù)的物理意義及目的節(jié)點(diǎn)號(hào)；在LIN總線空閑時(shí)順序讀取不同存儲(chǔ)地址的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)打包成LIN總線的數(shù)據(jù)格式，然后通過(guò)LIN總線隔離電路和LIN總線收發(fā)器發(fā)送到LIN總線上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明包括以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明提供FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置及方法，通過(guò)中央控制器內(nèi)部的協(xié)議映射表，對(duì)FlexRay總線與LIN總線的數(shù)據(jù)進(jìn)行映射，可以實(shí)現(xiàn)FlexRay總線與 LIN總線之間的通信，F(xiàn)lexRay總線具有高容錯(cuò)性、高實(shí)時(shí)性和高帶寬等特點(diǎn)，避免了 CAN總線的局限性，適合在采用FlexRay總線的車(chē)輛中使用。本發(fā)明提供的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置可作為網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)下一代車(chē)載總線FlexRay總線與目前車(chē)上常用總線LIN總線的網(wǎng)絡(luò)互連及協(xié)議轉(zhuǎn)換，裝置采用了電氣隔離措施增強(qiáng)了抗干擾能力，可以在極端情況下對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)。其次，F(xiàn)lexRay總線是下一代的車(chē)用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，越來(lái)越多的車(chē)輛中會(huì)使用FlexRay 總線，也就需要與LIN總線完成通信，因此，本發(fā)明非常具有實(shí)用性。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例所述FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例所述FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置連接示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例所述FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置的應(yīng)用實(shí)例圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例所述FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換方法流程圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例所述FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換方法從LIN總線到 FlexRay總線的協(xié)議映射流程圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例所述FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換方法從FlexRay總線到LIN總線的協(xié)議映射流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。FlexRay是一種新型通信標(biāo)準(zhǔn)，專(zhuān)為車(chē)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)而設(shè)計(jì)，采用基于時(shí)間驅(qū)動(dòng)機(jī)制，即采用基于時(shí)槽的工作方式，在總線周期的每個(gè)時(shí)槽定時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)，具有高帶寬、 容錯(cuò)性能好等特點(diǎn)，在實(shí)時(shí)性、可靠性和靈活性方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。在全球范圍推廣的FlexRay通信系統(tǒng)，成為了高級(jí)動(dòng)力總成、底盤(pán)、線控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，目前FlexRay協(xié)議已經(jīng)得到業(yè)界各大汽車(chē)生產(chǎn)廠家以及汽車(chē)半導(dǎo)體公司的支持，成為了公認(rèn)的下一代車(chē)用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。在下一代車(chē)載網(wǎng)絡(luò)中可以用FlexRay總線替代CAN總線，而低成本網(wǎng)絡(luò)方案仍采用LIN總線來(lái)實(shí)現(xiàn)，兩者同時(shí)存在于車(chē)輛總線中，很多場(chǎng)合需要進(jìn)行通信來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，本發(fā)明提供了 FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置和方法，可以實(shí)現(xiàn)FlexRay總線和LIN總線之間的通信，下面具體進(jìn)行介紹。參照?qǐng)D1，給出了本發(fā)明實(shí)施例所述FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)圖；參照?qǐng)D2，給出了本發(fā)明實(shí)施例所述FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置連接示意圖。LIN總線收發(fā)器11，用于根據(jù)中央控制器的命令將接收到的LIN總線上的數(shù)據(jù)通過(guò)LIN總線隔離電路13發(fā)送到中央控制器15，或根據(jù)中央控制器的命令通過(guò)LIN總線隔離電路13接收中央控制器15的數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)發(fā)送到LIN總線上；LIN總線收發(fā)器11 一端與LIN總線相連，另一端與LIN總線隔離電路13相連，LIN 總線的收發(fā)器11可以采用芯片TJA1020。LIN總線隔離電路13，用于LIN總線隔離電路兩側(cè)電路的電氣隔離，將中央控制器 15的數(shù)據(jù)發(fā)送到LIN總線收發(fā)器11，并且接收LIN總線收發(fā)器的數(shù)據(jù)到中央控制器15 ；LIN總線隔離電路13 —端與LIN總線收發(fā)器11相連，另一端與中央控制器15相連。用于LIN總線隔離電路兩側(cè)電路的電氣隔離，將中央控制器15的數(shù)據(jù)發(fā)送到LIN總線收發(fā)器11，并且接收LIN總線收發(fā)器11的數(shù)據(jù)到中央控制器15。LIN總線隔離電路13的芯片可以采用6N137，其中中央控制器15與LIN總線收發(fā)器11之間共有2個(gè)LIN總線隔離電路13，所述的LIN總線隔離電路13包括LIN總線發(fā)送信號(hào)隔離電路(LIN-T)(D)和LIN總線接收信號(hào)隔離電路(LIN-RXD)，所隔離的電氣信號(hào)分別為L(zhǎng)IN總線發(fā)送信號(hào)LIN-Τ )和LIN總線接收信號(hào)LIN-R )。FlexRay總線收發(fā)器12，用于根據(jù)中央控制器的命令將接收到的FlexRay總線上的數(shù)據(jù)通過(guò)FlexRay總線隔離電路14發(fā)送到中央控制器15，或根據(jù)中央控制器的命令通過(guò) FlexRay總線隔離電路14接收中央控制器15的數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)發(fā)送到FlexRay總線上；在本實(shí)施例中，因?yàn)镕lexRay總線分為FlexRayA總線和FlexRayB總線，因此有兩個(gè)FlexRay總線收發(fā)器12，一端與FlexRay總線相連，另一端與FlexRay總線隔離電路14 相連，F(xiàn)lexRay總線的收發(fā)器12可以采用芯片TJA1080。所述FlexRay總線隔離電路14有六個(gè)，包括FlexRay總線使能信號(hào)隔離電路(FlexRay-EN)、FlexRay總線發(fā)送信號(hào)隔離電路 (FlexRay-TXD)、FlexRay總線發(fā)送使能信號(hào)隔離電路(Flexfciy-TXEN)、FlexRay總線接收信號(hào)隔離電路(F1 exRay-RXD)、FlexRay總線備用輸入信號(hào)隔離電路(FlexRay-STBN)和 FlexRay總線接收使能信號(hào)隔離電路(FlexRay-RXEN)，所隔離的電氣信號(hào)分別為=FlexRay 總線使能信號(hào)FlexRay-EN、FlexRay總線發(fā)送信號(hào)FlexRay_T)(D、FlexRay總線發(fā)送使能信號(hào)FlexRay-TXEN、FlexRay總線接收信號(hào)FlexRay-RXD、FlexRay總線備用輸入信號(hào) FlexRay-STBN 和 FlexRay 總線接收使能信號(hào) FlexI ay-RXEN。
FlexRay總線隔離電路14，用于FlexRay總線隔離電路兩側(cè)電路的電氣隔離，將中央控制器15的數(shù)據(jù)發(fā)送到FlexRay總線收發(fā)器12，并且接收FlexRay總線收發(fā)器12的數(shù)據(jù)到中央控制器15FlexRay總線隔離電路14 一端與FlexRay總線收發(fā)器12相連，另一端與中央控制器15相連。用于FlexRay總線隔離電路兩側(cè)電路的電氣隔離，將中央控制器15的數(shù)據(jù)發(fā)送到FlexRay總線收發(fā)器12，并且接收FlexRay總線收發(fā)器12的數(shù)據(jù)到中央控制器15。FlexRay總線隔離電路14的芯片可以采用6N137，其中中央控制器15與每個(gè) FlexRay總線收發(fā)器12之間共有6個(gè)FlexRay總線隔離電路14，分別為FlexRay-EN, FlexRay-TXD, FlexRay-TXEN, FlexRay-RXD, FlexRay-STBN 和 FlexRay-RXEN。中央控制器15，用于接收上位計(jì)算機(jī)的指令并根據(jù)指令生成協(xié)議映射表，讀取 FlexRay總線或LIN總線上數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16中，根據(jù)協(xié)議映射表對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議映射，并將協(xié)議映射后的數(shù)據(jù)發(fā)送到LIN總線或FlexRay總線上；在本實(shí)施例中，中央控制器15可以采用單片機(jī)MC9S12XF512，中央控制器15接收上位計(jì)算機(jī)的指令后，根據(jù)指令生成協(xié)議映射表，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16中，然后根據(jù)協(xié)議映射表對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議映射，并將協(xié)議映射后的數(shù)據(jù)發(fā)送到LIN 總線或FlexRay總線上。進(jìn)一步，所述的協(xié)議映射表，包括從LIN總線到FlexRay總線的映射表，其中保存的內(nèi)容為根據(jù)LIN總線上接收到數(shù)據(jù)包中所包含的ID信息來(lái)映射該數(shù)據(jù)包所對(duì)應(yīng)的FlexRay總線周期時(shí)槽；從FlexRay總線到LIN總線的映射表，其中保存的內(nèi)容為根據(jù)FlexRay總線上接收到數(shù)據(jù)包隨對(duì)應(yīng)的發(fā)送時(shí)槽來(lái)映射該數(shù)據(jù)包所對(duì)應(yīng)的LIN總線的ID信息，所述ID信息用于找到該數(shù)據(jù)包發(fā)送到LIN總線上的目的節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)內(nèi)容所代表的物理意義。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16，用于存儲(chǔ)中央控制器15傳送的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16可以采用易失性SDRAM，芯片型號(hào)為HY57V561620B，容量為 32M*16bit0進(jìn)一步，所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16按照物理地址分為兩個(gè)存儲(chǔ)模塊，包括LIN總線數(shù)據(jù)模塊161，用于存儲(chǔ)中央控制器15從LIN總線獲取的數(shù)據(jù)；中央控制器15通過(guò)LIN總線收發(fā)器11和LIN總線隔離電路13讀取的LIN總線上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到LIN總線數(shù)據(jù)模塊161。FlexRay總線數(shù)據(jù)模塊162，用于存儲(chǔ)中央控制器15從FlexRay總線獲取的數(shù)據(jù)。中央控制器16通過(guò)FlexRay總線收發(fā)器12和FlexRay總線隔離電路14讀取的 FlexRay總線上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到FlexRay總線數(shù)據(jù)模塊162。進(jìn)一步，本發(fā)明實(shí)施例所述的系統(tǒng)還包括RS232接口電路，用于與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信；中央控制器15通過(guò)RS232接口接收上位計(jì)算機(jī)的指令，并根據(jù)指令設(shè)定和劃分協(xié)議映射表。電源電路17，有相互隔離的3路電源輸出，分別用于為中央控制器15、LIN總線收發(fā)器11和FlexRay總線收發(fā)器12提供供電電壓。
在本實(shí)施例中，電源電路17輸入電壓可以為12V，輸出電壓可以為3路相互隔離的 5V，分別為中央控制器15、FlexRay總線收發(fā)器12和LIN總線收發(fā)器11提供供電電壓。LIN總線采用主從方式工作，協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置作為L(zhǎng)IN總線的主設(shè)備，F(xiàn)lexRay總線一側(cè)采用時(shí)間觸發(fā)方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，即采用時(shí)槽的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，每個(gè)數(shù)據(jù)均在預(yù)先設(shè)計(jì)好的指定時(shí)槽內(nèi)發(fā)送出去或者接收進(jìn)來(lái)；LIN總線一側(cè)采用事件觸發(fā)方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，即當(dāng)有數(shù)據(jù)需要發(fā)送時(shí)，將發(fā)送數(shù)據(jù)放到總線上，當(dāng)有數(shù)據(jù)達(dá)到時(shí)，則接收數(shù)據(jù)。由于LIN總線和FlexRay總線兩側(cè)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的機(jī)制不同，所以在中央控制器15內(nèi)部設(shè)計(jì)了協(xié)議映射表，對(duì)兩種總線的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議映射。綜上所述，本發(fā)明提供了 FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，通過(guò)中央控制器內(nèi)部的協(xié)議映射表，對(duì)FlexRay總線與LIN總線的數(shù)據(jù)進(jìn)行映射，可以實(shí)現(xiàn)FlexRay總線與LIN總線之間的通信，適合在采用FlexRay總線的車(chē)輛中使用。本發(fā)明提供的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置可作為網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)下一代車(chē)載總線FlexRay總線與目前車(chē)上常用總線LIN總線的網(wǎng)絡(luò)互連及協(xié)議轉(zhuǎn)換，裝置采用了電氣隔離措施增強(qiáng)了抗干擾能力，可以在極端情況下對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)。其次，F(xiàn)lexRay總線是下一代的車(chē)用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，越來(lái)越多的車(chē)輛中會(huì)使用FlexRay 總線，也就需要與LIN總線完成通信，因此，本發(fā)明非常具有實(shí)用性。參照?qǐng)D3，給出了本發(fā)明實(shí)施例所述FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置的應(yīng)用實(shí)例圖。FlexRay總線共劃分為64個(gè)時(shí)槽，所連接的全部設(shè)備中已占用其中的觀個(gè)時(shí)槽， 剩余的36個(gè)時(shí)槽可用于分配給LIN總線上的數(shù)據(jù)經(jīng)協(xié)議轉(zhuǎn)換后發(fā)送到FlexRay總線上。雙路FlexRay總線采用冗余的方式，即兩路所連接的設(shè)備均相同，其中FlexRay總線所連接的設(shè)備可以包括儀表控制單元、整車(chē)控制器、制動(dòng)控制器、轉(zhuǎn)向控制器等，LIN總線所連接的設(shè)備可以包括車(chē)門(mén)控制單元、車(chē)燈控制單元、座椅控制單元、空調(diào)控制單元等。通過(guò)所設(shè)計(jì)的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置實(shí)現(xiàn)通信。例如，F(xiàn)lexRay總線中轉(zhuǎn)向控制器中與轉(zhuǎn)向相關(guān)的某些數(shù)據(jù)需要發(fā)送給LIN總線中的車(chē)燈控制單元，所述數(shù)據(jù)在FlexRay總線周期的第20個(gè)時(shí)槽由轉(zhuǎn)向控制器發(fā)送到 FlexRay總線上，中央控制器在所述第20個(gè)時(shí)槽時(shí)接收到該數(shù)據(jù)，并將其存放到與FlexRay 總線上時(shí)槽20所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中FlexRay總線數(shù)據(jù)模塊的指定地址；當(dāng)LIN總線一端出現(xiàn)空閑時(shí)，中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表查找目的地址為車(chē)燈控制單元，且找到與轉(zhuǎn)向相關(guān)的待發(fā)送數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中FlexRay總線數(shù)據(jù)模塊中的對(duì)應(yīng)地址，也即找到FlexRay總線上時(shí)槽20所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中FlexRay總線數(shù)據(jù)模塊的指定地址，讀取該數(shù)據(jù)并打包為以車(chē)燈控制單元為目的節(jié)點(diǎn)的LIN數(shù)據(jù)包格式發(fā)送到LIN總 ^^ —t- 通過(guò)上述過(guò)程，就完成了從FlexRay總線到LIN總線數(shù)據(jù)的傳輸。又如，LIN總線中車(chē)門(mén)控制單元中與車(chē)門(mén)關(guān)閉狀態(tài)相關(guān)的某些數(shù)據(jù)需要發(fā)送給 FlexRay總線中的儀表控制單元，中央控制器通過(guò)LIN總線接收到該數(shù)據(jù)后，根據(jù)協(xié)議映射表查找目的地址為儀表控制單元，且找到與車(chē)門(mén)關(guān)閉狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)分配為FlexRay 總線周期的第31個(gè)時(shí)槽，將該數(shù)據(jù)存放到與FlexRay總線上時(shí)槽31所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中LIN總線數(shù)據(jù)模塊的指定地址；當(dāng)FlexRay總線上第30時(shí)槽到來(lái)時(shí)，中央控制器讀取與FlexRay總線上時(shí)槽31 所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中LIN總線數(shù)據(jù)模塊的指定地址的數(shù)據(jù)，并打包為FlexRay數(shù)據(jù)包格式，當(dāng)FlexRay總線上第31時(shí)槽到來(lái)時(shí)將該數(shù)據(jù)包發(fā)送到FlexRay總線上；通過(guò)上述過(guò)程，就完成了從LIN總線到FlexRay總線數(shù)據(jù)的傳輸。綜上所述，本發(fā)明提供了 FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，F(xiàn)lexRay總線與LIN總線在車(chē)輛中各自連接不同的設(shè)備，通過(guò)中央控制器內(nèi)部的協(xié)議映射表，對(duì)FlexRay 總線與LIN總線的數(shù)據(jù)進(jìn)行映射，可以實(shí)現(xiàn)FlexRay總線與LIN總線之間的通信，使得各設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)通信，適合在采用FlexRay總線的車(chē)輛中使用。本發(fā)明提供的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置可作為網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)下一代車(chē)載總線FlexRay總線與目前車(chē)上常用總線LIN總線的網(wǎng)絡(luò)互連及協(xié)議轉(zhuǎn)換，裝置采用了電氣隔離措施增強(qiáng)了抗干擾能力，可以在極端情況下對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)。其次，F(xiàn)lexRay總線是下一代的車(chē)用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，越來(lái)越多的車(chē)輛中會(huì)使用FlexRay 總線，也就需要與LIN總線完成通信，因此，本發(fā)明非常具有實(shí)用性?；谏鲜鰞?nèi)容，本發(fā)明還提供了方法的實(shí)施例。參照?qǐng)D4，給出了本發(fā)明實(shí)施例所述FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換方法流程圖。步驟11，中央控制器通過(guò)RS232接口接收上位計(jì)算機(jī)的指令，并根據(jù)所述指令生成FlexRay總線與LIN總線之間的協(xié)議映射表；步驟12，，中央控制器通過(guò)LIN總線收發(fā)器和LIN總線隔離電路讀取LIN總線上的數(shù)據(jù)，或通過(guò)FlexRay總線收發(fā)器和FlexRay總線隔離電路讀取FlexRay總線上的數(shù)據(jù)；步驟13，中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表將所述讀取的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中；若讀取到LIN總線上的數(shù)據(jù)，則進(jìn)入步驟131 ；若讀取到從FlexRay總線上的數(shù)據(jù)，則進(jìn)入步驟132。步驟131，中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表，將通過(guò)LIN總線收發(fā)器和LIN總線隔離電路讀取的LIN總線上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的LIN總線數(shù)據(jù)模塊；步驟132，中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表，將通過(guò)FlexRay總線收發(fā)器和FlexRay總線隔離電路讀取的FlexRay總線上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的FlexRay總線數(shù)據(jù)模塊。步驟14，中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議映射；若從LIN總線到FlexRay總線的協(xié)議映射，則進(jìn)入步驟141，若從FlexRay總線到 LIN總線的協(xié)議映射，則進(jìn)入步驟142。步驟141，從LIN總線到FlexRay總線的協(xié)議映射；步驟142，從FlexRay總線到LIN總線的協(xié)議映射。步驟15，中央控制器將協(xié)議映射后的數(shù)據(jù)通過(guò)FlexRay總線隔離電路和FlexRay 總線收發(fā)器發(fā)送到FlexRay總線上，或中央控制器將協(xié)議映射后的數(shù)據(jù)通過(guò)LIN總線隔離電路和LIN總線收發(fā)器發(fā)送到LIN總線上。進(jìn)一步，所述中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行從LIN 總線到FlexRay總線的協(xié)議映射，則步驟141進(jìn)一步劃分為如圖5所示的步驟。參照?qǐng)D5，給出了本發(fā)明實(shí)施例所述FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換方法從LIN總線到FlexRay總線的協(xié)議映射流程圖。步驟21，中央控制器將接收到的LIN總線上的數(shù)據(jù)根據(jù)協(xié)議映射表存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中LIN總線數(shù)據(jù)模塊的對(duì)應(yīng)地址；步驟22，中央控制器 根據(jù)協(xié)議映射表查找數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的LIN總線數(shù)據(jù)模塊的不同存儲(chǔ)地址的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的FlexRay總線周期時(shí)槽；步驟23，在不同存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的時(shí)槽到來(lái)前的一個(gè)時(shí)槽讀取該地址內(nèi)的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)打包成FlexRay總線的數(shù)據(jù)格式；步驟24，在不同存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的時(shí)槽到來(lái)時(shí)通過(guò)F1 eχRay總線隔離電路和 FlexRay總線收發(fā)器發(fā)送到FlexRay總線上。進(jìn)一步，所述中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行從 FlexRay總線到LIN總線的協(xié)議映射，則步驟142可以進(jìn)一步劃分為如圖6所示的步驟。參照?qǐng)D6，給出了本發(fā)明實(shí)施例所述FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換方法從 FlexRay總線到LIN總線的協(xié)議映射流程圖。步驟31，將接收到的FlexRay總線上的數(shù)據(jù)根據(jù)其對(duì)應(yīng)的發(fā)送時(shí)槽存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中FlexRay總線數(shù)據(jù)模塊的對(duì)應(yīng)地址；步驟32，中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表查找數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的FlexRay總線數(shù)據(jù)模塊的不同存儲(chǔ)地址的數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的LIN總線數(shù)據(jù)的物理意義及目的節(jié)點(diǎn)號(hào)；步驟33，在LIN總線空閑時(shí)順序讀取不同存儲(chǔ)地址的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)打包成LIN總線的數(shù)據(jù)格式，然后通過(guò)LIN總線隔離電路和LIN總線收發(fā)器發(fā)送到LIN總線上。對(duì)于方法實(shí)施例而言，由于其與裝置實(shí)施例基本相似，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)裝置實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。本說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可。以上對(duì)本發(fā)明所提供的FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括LIN總線收發(fā)器，用于根據(jù)中央控制器的命令將接收到的LIN總線上的數(shù)據(jù)通過(guò)LIN總線隔離電路發(fā)送數(shù)據(jù)到中央控制器，或根據(jù)中央控制器的命令通過(guò)LIN總線隔離電路接收中央控制器的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)發(fā)送到LIN總線上；FlexRay總線收發(fā)器，用于根據(jù)中央控制器的命令將接收到的FlexRay總線上的數(shù)據(jù)通過(guò)FlexRay總線隔離電路發(fā)送到中央控制器，或根據(jù)中央控制器的命令通過(guò)FlexRay總線隔離電路接收中央控制器的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)發(fā)送到FlexRay總線上；LIN總線隔離電路，用于LIN總線隔離電路兩側(cè)電路的電氣隔離，將中央控制器的數(shù)據(jù)發(fā)送到LIN總線收發(fā)器，并且接收LIN總線收發(fā)器的數(shù)據(jù)到中央控制器；FlexRay總線隔離電路，用于FlexRay總線隔離電路兩側(cè)電路的電氣隔離，將中央控制器的數(shù)據(jù)發(fā)送到FlexRay總線收發(fā)器，并且接收FlexRay總線收發(fā)器的數(shù)據(jù)到中央控制器；中央控制器，用于接收上位計(jì)算機(jī)的指令并根據(jù)指令生成協(xié)議映射表，讀取FlexRay 總線或LIN總線上的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，根據(jù)協(xié)議映射表對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議映射，并將協(xié)議映射后的數(shù)據(jù)發(fā)送到LIN總線或FlexRay總線上； 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)中央控制器傳送的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器按照物理地址分為兩個(gè)存儲(chǔ)模塊，包括LIN總線數(shù)據(jù)模塊，用于存儲(chǔ)中央控制器從LIN總線獲取的數(shù)據(jù)； FlexRay總線數(shù)據(jù)模塊，用于存儲(chǔ)中央控制器從FlexRay總線獲取的數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括 RS232接口電路，用于與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的裝置，其特征在于，還包括電源電路，有相互隔離的3路電源輸出，分別用于為中央控制器、LIN總線收發(fā)器和 FlexRay總線收發(fā)器提供供電電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的協(xié)議映射表，包括從LIN總線到FlexRay總線的映射表，其中保存的內(nèi)容為根據(jù)LIN總線上接收到數(shù)據(jù)包中所包含的ID信息來(lái)映射該數(shù)據(jù)包所對(duì)應(yīng)的FlexRay總線周期時(shí)槽；從FlexRay總線到LIN總線的映射表，其中保存的內(nèi)容為根據(jù)FlexRay總線上接收到數(shù)據(jù)包隨對(duì)應(yīng)的發(fā)送時(shí)槽來(lái)映射該數(shù)據(jù)包所對(duì)應(yīng)的LIN總線的ID信息，所述ID信息用于找到該數(shù)據(jù)包發(fā)送到LIN總線上的目的節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)內(nèi)容所代表的物理意義。
6.FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，包括中央處理器通過(guò)RS232接口電路接收上位計(jì)算機(jī)的指令，并根據(jù)所述指令生成 FlexRay總線與LIN總線之間的協(xié)議映射表；中央控制器通過(guò)LIN總線收發(fā)器和LIN總線隔離電路讀取LIN總線上的數(shù)據(jù)，或通過(guò) FlexRay總線收發(fā)器和FlexRay總線隔離電路讀取FlexRay總線上的數(shù)據(jù)； 中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表將所述讀取的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中； 中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議映射； 中央控制器將協(xié)議映射后的數(shù)據(jù)通過(guò)FlexRay總線隔離電路和FlexRay總線收發(fā)器發(fā)送到FlexRay總線上，或中央控制器將協(xié)議映射后的數(shù)據(jù)通過(guò)LIN總線隔離電路和LIN總線收發(fā)器發(fā)送到LIN總線上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表將所述讀取的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，包括中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表，將通過(guò)LIN總線收發(fā)器和LIN總線隔離電路讀取的LIN 總線上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的LIN總線數(shù)據(jù)模塊；中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表，將通過(guò)FlexRay總線收發(fā)器和FlexRay總線隔離電路讀取的FlexRay總線上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的FlexRay總線數(shù)據(jù)模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行從LIN總線到FlexRay總線的協(xié)議映射，包括中央控制器將接收到的LIN總線上的數(shù)據(jù)根據(jù)協(xié)議映射表存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中LIN總線數(shù)據(jù)模塊的對(duì)應(yīng)地址；中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表查找數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的LIN總線數(shù)據(jù)模塊的不同存儲(chǔ)地址的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的FlexRay總線周期時(shí)槽；在不同存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的時(shí)槽到來(lái)前的一個(gè)時(shí)槽讀取該地址內(nèi)的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)打包成 FlexRay總線的數(shù)據(jù)格式；在不同存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)的時(shí)槽到來(lái)時(shí)通過(guò)FlexRay總線隔離電路和FlexRay總線收發(fā)器發(fā)送到Flexfeiy總線上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行從FlexRay總線到LIN總線的協(xié)議映射，包括將接收到的FlexRay總線上的數(shù)據(jù)根據(jù)其對(duì)應(yīng)的發(fā)送時(shí)槽存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中 FlexRay總線數(shù)據(jù)模塊的對(duì)應(yīng)地址；中央控制器根據(jù)協(xié)議映射表查找數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的FlexRay總線數(shù)據(jù)模塊的不同存儲(chǔ)地址的數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的LIN總線數(shù)據(jù)的物理意義及目的節(jié)點(diǎn)號(hào)；在LIN總線空閑時(shí)順序讀取不同存儲(chǔ)地址的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)打包成LIN總線的數(shù)據(jù)格式，然后通過(guò)LIN總線隔離電路和LIN總線收發(fā)器發(fā)送到LIN總線上。
全文摘要
本發(fā)明提供了FlexRay總線與LIN總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置及方法，以解決CAN總線的局限性問(wèn)題。所述的裝置包括LIN總線收發(fā)器、LIN總線隔離電路、FlexRay總線收發(fā)器、FlexRay總線隔離電路、中央控制器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。本發(fā)明所述的裝置，通過(guò)中央控制器內(nèi)部的協(xié)議映射表，對(duì)FlexRay總線與LIN總線的數(shù)據(jù)進(jìn)行映射，實(shí)現(xiàn)FlexRay總線與LIN總線的數(shù)據(jù)通信。本發(fā)明適合在采用FlexRay總線的車(chē)輛中使用，可作為網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)下一代車(chē)載總線FlexRay總線與目前車(chē)上常用總線LIN總線的網(wǎng)絡(luò)互連及協(xié)議轉(zhuǎn)換，裝置采用了電氣隔離措施增強(qiáng)了抗干擾能力，可以在極端情況下對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)。
文檔編號(hào)H04L29/08GK102325128SQ201110193320
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者劉彪, 莊江麗, 李潤(rùn)鑫 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)