專利名稱：一種汽車總線系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車局域網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于汽車的總線系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
汽車總線系統(tǒng)是指通過某種通信協(xié)議，將汽車中的各電控單元、傳感器、智能儀表等功能單元連接起來的一種汽車內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其在減少了車內(nèi)線束的同時，實現(xiàn)了各功能單元的信息共享，提高了汽車運行的可靠性及可維護(hù)性?？刂破骶钟蚓W(wǎng)(Controller Area Network, CAN)總線系統(tǒng)是目前廣泛應(yīng)用的汽車總線系統(tǒng)。CAN總線系統(tǒng)屬于多路傳輸系統(tǒng)的一種，支持分布式控制及實時控制，具有低成本、聞實時處理能力等優(yōu)點?！がF(xiàn)有技術(shù)提供的應(yīng)用于汽車的CAN總線系統(tǒng)由于需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)一般是控制數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量小，因此采用低速運行設(shè)計。而隨著汽車中音視頻功能的普及，需要應(yīng)用于汽車的CAN總線系統(tǒng)必須具備傳輸大量數(shù)據(jù)的能力，但現(xiàn)有技術(shù)提供的應(yīng)用于汽車的CAN總線系統(tǒng)不具備承擔(dān)大量數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)哪芰Α?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種汽車總線系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)提供的應(yīng)用于汽車的CAN總線系統(tǒng)由于采用低速運行設(shè)計，不具備承擔(dān)大量數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)哪芰Φ膯栴}。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種汽車總線系統(tǒng)，包括一主控制單元以及至少一從控制單元，所述主控制單元和從控制單元之間、以及所述從控制單元相互之間通過總線連接，所述主控制單元或從控制單元進(jìn)一步包括一接收驅(qū)動單元、接收狀態(tài)機(jī)單元、處理單元、發(fā)送狀態(tài)機(jī)單元以及發(fā)送驅(qū)動單元，所述接收驅(qū)動單元采用差分驅(qū)動方式接收經(jīng)所述總線發(fā)送的數(shù)據(jù)包。本發(fā)明實施例提供的汽車總線系統(tǒng)中，接收驅(qū)動單元的驅(qū)動方式不同于現(xiàn)有的單端驅(qū)動方式，而采用差分驅(qū)動方式，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力、使得接收驅(qū)動單元輸出的數(shù)據(jù)可靠性增強(qiáng)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的汽車總線系統(tǒng)的原理圖；圖2是圖1中主控制單元或從控制單元的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明實施例提供的汽車總線系統(tǒng)中，接收驅(qū)動單元的電路圖；圖4是本發(fā)明實施例提供的汽車總線系統(tǒng)中，發(fā)送狀態(tài)機(jī)單元的結(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明實施例提供的汽車總線系統(tǒng)中，接收狀態(tài)機(jī)單元的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實施例提供的汽車總線系統(tǒng)中，接收驅(qū)動單元的驅(qū)動方式不同于現(xiàn)有的單端驅(qū)動方式，而采用差分驅(qū)動方式。一般地，現(xiàn)有技術(shù)提供的汽車總線系統(tǒng)包括一主控制單元以及連接該主控制單元的至少一個從控制單元，主控制單元和從控制單元之間、以及從控制單元相互之間通過總線連接，如圖1所示，其中的總線可以是現(xiàn)有各種具有數(shù)據(jù)傳輸能力的總線，如CAN總線，本地互連網(wǎng)絡(luò)(Local Interconnect Network, LIN)總線，車輛局域網(wǎng)(Vehicle AreaNetwork, VAN)總線等。具體地，如圖2所示,主 控制單元或從控制單元包括連接總線的接收驅(qū)動單元，用于接收其它從控制單元或主控制單元通過總線發(fā)送的數(shù)據(jù)包；接收狀態(tài)機(jī)單元，用于將接收驅(qū)動單元接收到的數(shù)據(jù)包的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)后輸出；處理單元，用于將接收狀態(tài)機(jī)單元輸出的并行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，控制汽車內(nèi)相應(yīng)的功能單元動作，并將汽車內(nèi)功能單元發(fā)出的并行數(shù)據(jù)處理后輸出；發(fā)送狀態(tài)機(jī)單元，用于將處理單元輸出的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)后輸出；發(fā)送驅(qū)動單元，用于將發(fā)送狀態(tài)機(jī)單元輸出的串行數(shù)據(jù)發(fā)送到總線上。其中的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)可以包括起始位，標(biāo)示符，數(shù)據(jù)長度符，數(shù)據(jù)本身，校驗位，響應(yīng)符，以及結(jié)束位；在主控制單元和各從控制單元中的多個同時發(fā)送數(shù)據(jù)包時，標(biāo)識符較小的數(shù)據(jù)包及發(fā)送該數(shù)據(jù)包的控制單元獲得總線的優(yōu)選使用權(quán)。由于現(xiàn)有技術(shù)采用的低速運行設(shè)計中，接收驅(qū)動單元是采用單端驅(qū)動方式，其抗干擾能力差、使得接收驅(qū)動單元輸出的數(shù)據(jù)可靠性差，為此，本發(fā)明實施例中，接收驅(qū)動單元采用差分驅(qū)動方式接收經(jīng)總線發(fā)送的數(shù)據(jù)包，如圖3示出了本發(fā)明實施例提供的汽車總線系統(tǒng)中，接收驅(qū)動單元的電路，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分。本發(fā)明實施例提供的汽車總線系統(tǒng)中，接收驅(qū)動單元包括差分放大器Al、電阻R1、電阻 R2、NPN 型絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor) Ql、NPN 型絕緣柵雙極型晶體管Q2、以及一驅(qū)動單元。其中，差分放大器Al的同相輸入端連接總線的正極線纜，同時通過電阻Rl連接一直流電VDD，并同時連接NPN型絕緣柵雙極型晶體管Ql的集電極，NPN型絕緣柵雙極型晶體管Ql的柵極連接一直流電VDD ;差分放大器Al的反相輸入端連接總線的負(fù)極線纜，同時通過電阻R2連接一直流電VDD，并同時連接NPN型絕緣柵雙極型晶體管Q2的集電極，NPN型絕緣柵雙極型晶體管Q2的柵極連接驅(qū)動單元；NPN型絕緣柵雙極型晶體管Ql的發(fā)射極及NPN型絕緣柵雙極型晶體管Q2的發(fā)射極連接等電勢，差分放大器Al的輸出端連接接收狀態(tài)機(jī)單元。該接收驅(qū)動單元在工作時，當(dāng)需要接收驅(qū)動單元輸出O比特位時,驅(qū)動單元向NPN型絕緣柵雙極型晶體管Q2的柵極輸出直流電VDD，此時，差分放大器Al的同相輸入端和反相輸入端的輸入信號在任何共模噪聲下均相等，差分放大器Al可靠的輸出O比特位；當(dāng)需要接收驅(qū)動單元輸出I比特位時，驅(qū)動單元向NPN型絕緣柵雙極型晶體管Q2的柵極輸出一非零且非直流電VDD的電信號,此時,差分放大器Al的輸出主要取決于差分放大器Al的同相輸入端和反相輸入端的輸入信號的差值，除非有極端的非共模噪聲的存在，差分放大器Al可靠的輸出I比特位。由于采用了差分驅(qū)動方式，相對于現(xiàn)有的單端驅(qū)動方式，本發(fā)明實施例提供的汽車總線系統(tǒng)內(nèi)部可以更加可靠的傳輸大量數(shù)據(jù)，而不易受到其它噪聲信號的干擾。為了進(jìn)一步提高處理單元的汽車總線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理速度，本發(fā)明實施例中，發(fā)送狀態(tài)機(jī)單元是采用直接內(nèi)存存取(Direct Memory Access, DMA)方式實現(xiàn)總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。具體地，如圖4示出了本發(fā)明實施例提供的汽車總線系統(tǒng)中，發(fā)送狀態(tài)機(jī)單元的結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分。本發(fā)明實施例提供的汽車總線系統(tǒng)中，發(fā)送狀態(tài)機(jī)單元包括并串?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元42，用于將處理單元輸出的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)后輸出；第一直接內(nèi)存存取控制單元41，用于在處理單元發(fā)出的一次命令下，接收并串?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元42輸出的多個數(shù)據(jù)包，并識別該多個數(shù)據(jù)包分別的位置和總長度后，一次發(fā)送到總線上，從而提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理速度。同樣地，為了提高處理單元的汽車總線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理速度，本發(fā)明實施例中，接收狀態(tài)機(jī)單元也可以采用直接內(nèi)存存取方式實現(xiàn)總線數(shù)據(jù)傳輸。具體地，如圖5示出了本 發(fā)明實施例提供的汽車總線系統(tǒng)中，接收狀態(tài)機(jī)單元的結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分。本發(fā)明實施例提供的汽車總線系統(tǒng)中，接收狀態(tài)機(jī)單元包括第二直接內(nèi)存存取控制單元51，用于在處理單元發(fā)出的一次命令下，配置多個數(shù)據(jù)包或接收接收驅(qū)動單元輸出的多個數(shù)據(jù)包后輸出；串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元52，用于將第二直接內(nèi)存存取控制單元51輸出的多個數(shù)據(jù)包的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)后，在預(yù)設(shè)時鐘后通過一次中斷輸出給處理單元，同樣提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理速度。為了節(jié)省處理單元的資源，減少不必要的中斷，本發(fā)明實施例中，主控制單元和/或從控制單元還可以包括存儲至少一個濾波函數(shù)的濾波函數(shù)寄存器；此時，經(jīng)總線發(fā)送的數(shù)據(jù)包還可以包括一組指定位，發(fā)送驅(qū)動單元和/或接收驅(qū)動單元還可以在接收到經(jīng)總線發(fā)送的數(shù)據(jù)包后，將數(shù)據(jù)包中的指定位與濾波函數(shù)寄存器中的濾波函數(shù)相比較，從而判斷是否接收此數(shù)據(jù)包。例如，給每一從控制單元中的寄存器中配置一八位地址，配置如下有效寄存器配置為 29’bllllllll_00000000_00000000_00000 ;濾波函數(shù)寄存器配置為 29’b00001001_00000000_00000000_00000 ；從控制器僅響應(yīng)給它的命令。再如，一從控制單元處于睡眠狀態(tài)，配置如下有效寄存器配置為29’ b00000000_00000000_00000000_11111 ;濾波函數(shù)寄存器配置為 29’b00001001_00000000_00000000_00
001 ;該從控制單元僅響應(yīng)表征喚醒命令的1，系統(tǒng)定義的喚醒命令。本發(fā)明實施例提供的汽車總線系統(tǒng)中，接收驅(qū)動單元的驅(qū)動方式不同于現(xiàn)有的單端驅(qū)動方式，而采用差分驅(qū)動方式，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力、使得接收驅(qū)動單元輸出的數(shù)據(jù)可靠性增強(qiáng)；再有，發(fā)送狀態(tài)機(jī)單元和/或接收狀態(tài)機(jī)單元是采用直接內(nèi)存存取方式實現(xiàn)總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，提高了?shù)據(jù)的傳輸速度，尤其適用于音視頻等大數(shù)據(jù)量的總線傳輸；另外，主控制單元和/或從控制單元配置有濾波函數(shù)寄存器，可以減少處理單元的中斷次數(shù)，提高處理單元的處理能力。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種汽車總線系統(tǒng)，包括一主控制單元以及至少一從控制單元，所述主控制單元和從控制單元之間、以及所述從控制單元相互之間通過總線連接，所述主控制單元或從控制單元進(jìn)一步包括一接收驅(qū)動單元、接收狀態(tài)機(jī)單元、處理單元、發(fā)送狀態(tài)機(jī)單元以及發(fā)送驅(qū)動單元，其特征在于，所述接收驅(qū)動單元采用差分驅(qū)動方式接收經(jīng)所述總線發(fā)送的數(shù)據(jù)包。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車總線系統(tǒng)，其特征在于，所述接收驅(qū)動單元包括差分放大器、電阻R1、電阻R2、NPN型絕緣柵雙極型晶體管Q1、NPN型絕緣柵雙極型晶體管Q2、以及一驅(qū)動單元；所述差分放大器的同相輸入端連接所述總線的正極線纜，同時通過電阻Rl連接一直流電，并同時連接所述NPN型絕緣柵雙極型晶體管Ql的集電極，所述NPN型絕緣柵雙極型晶體管Ql的柵極連接所述直流電；所述差分放大器的反相輸入端連接所述總線的負(fù)極線纜，同時通過所述電阻R2連接所述直流電，并同時連接所述NPN型絕緣柵雙極型晶體管Q2的集電極，所述NPN型絕緣柵雙極型晶體管Q2的柵極連接所述驅(qū)動單元；所述NPN型絕緣柵雙極型晶體管Ql的發(fā)射極及所述NPN型絕緣柵雙極型晶體管Q2的發(fā)射極連接等電勢，所述差分放大器的輸出端連接所述接收狀態(tài)機(jī)單元。
3.如權(quán)利要求2所述的汽車總線系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)需要所述接收驅(qū)動單元輸出O比特位時，所述驅(qū)動單元向所述NPN型絕緣柵雙極型晶體管Q2的柵極輸出所述直流電；當(dāng)需要所述接收驅(qū)動單元輸出I比特位時，所述驅(qū)動單元向所述NPN型絕緣柵雙極型晶體管Q2的柵極輸出一非零且非所述直流電的電信號。
4.如權(quán)利要求1所述的汽車總線系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)送狀態(tài)機(jī)單元采用直接內(nèi)存存取方式實現(xiàn)所述總線的數(shù)據(jù)傳輸。
5.如權(quán)利要求4所述的汽車總線系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)送狀態(tài)機(jī)單元包括并串?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，用于將所述處理單元輸出的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)后輸出；第一直接內(nèi)存存取控制單元，用于在所述處理單元發(fā)出的一次命令下，接收所述并串?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元輸出的多個數(shù)據(jù)包，并識別所述多個數(shù)據(jù)包分別的位置和總長度后，一次發(fā)送到所述總線上。
6.如權(quán)利要求1所述的汽車總線系統(tǒng)，其特征在于，所述接收狀態(tài)機(jī)單元采用直接內(nèi)存存取方式實現(xiàn)所述總線的數(shù)據(jù)傳輸。
7.如權(quán)利要求6所述的汽車總線系統(tǒng)，其特征在于，所述接收狀態(tài)機(jī)單元包括第二直接內(nèi)存存取控制單元，用于在所述處理單元發(fā)出的一次命令下，配置多個數(shù)據(jù)包或接收所述接收驅(qū)動單元輸出的多個數(shù)據(jù)包后輸出；串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，用于將所述第二直接內(nèi)存存取控制單元輸出的多個數(shù)據(jù)包的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)后，在預(yù)設(shè)時鐘后通過一次中斷輸出給所述處理單元。
8.如權(quán)利要求1所述的汽車總線系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制單元和/或從控制單元還包括存儲至少一個濾波函數(shù)的濾波函數(shù)寄存器；經(jīng)總線發(fā)送的數(shù)據(jù)包還可以包括一組指定位；所述發(fā)送驅(qū)動單元和/或所述接收驅(qū)動單元在接收到經(jīng)總線發(fā)送的數(shù)據(jù)包后，將數(shù)據(jù)包中的所述指定位與所述濾波函數(shù)寄存器中的所述濾波函數(shù)相比較，以判斷是否接收所述數(shù)據(jù)包。
9.如權(quán)利要求1至8任一項所述的汽車總線系統(tǒng)，其特征在于，所述總線是控制器局域網(wǎng)總線。
10.如權(quán)利要求1至8任一項所述的汽車總線系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)包括起始位，標(biāo)示符，數(shù)據(jù)長度符，數(shù)據(jù)本身，校驗位，響應(yīng)符，以及結(jié)束位。
全文摘要
本發(fā)明適用于汽車局域網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種汽車總線系統(tǒng)，包括一主控制單元以及至少一從控制單元，主控制單元和從控制單元之間、以及從控制單元相互之間通過總線連接，主控制單元或從控制單元進(jìn)一步包括一接收驅(qū)動單元、接收狀態(tài)機(jī)單元、處理單元、發(fā)送狀態(tài)機(jī)單元以及發(fā)送驅(qū)動單元，其中，接收驅(qū)動單元的驅(qū)動方式不同于現(xiàn)有的單端驅(qū)動方式，而采用差分驅(qū)動方式，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力、使得接收驅(qū)動單元輸出的數(shù)據(jù)可靠性增強(qiáng)。
文檔編號H04L12/40GK103001841SQ201110278848
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者李小明, 盤其鶴, 袁雁鴻, 胡勝發(fā) 申請人:安凱(廣州)微電子技術(shù)有限公司