[发明专利]一种车载多协议总线系统及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车用通讯控制总线的实现技术，尤其是涉及一种车载多协议总线系统及其实现方法。

背景技术

车用低速总线设备总线ISO9141-2、ISO14230-4、LIN在车身设备上普遍使用。

国际标准化组织ISO9141-2协议，双线通讯协议，用于车载计算机模块和OBDII故障诊断仪之间通信的协议。

ISO14230-4协议采用单根双向数据传输线，在故障诊断仪和模块之间进行通信。

LIN(Local InterconnectNetwork)，局部互联网络，是一种低成本的串行通讯网络，用于实现汽车中的分布式电子系统控制。

这些不同的总线标准都是针对低速的车内网络进行设计，通常车身设备需要根据不同的厂商需求，在产品设计时需要根据不同的接口需求设计针对不同总线的专用硬件收发器和应用软件实现，以满足不同总线的连接需求。因而带来同一功能设备需要针对多种总线接口适配开发的问题。

申请号为201010514288.6的中国专利公开了一种支持多种现场总线协议的系统的实现方法，但该方法一是针对工业控制网络设计，二十对于车载设备来说过于笨重，不适用于车载设备的多协议总线统一收发。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种车载多协议总线系统及其实现方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种车载多协议总线系统，其特征在于，包括可配置协议编码单元、可配置调制／解调单元、单片机、电平适配电路、可配置协议解码单元和车载各总线，所述可配置协议编码单元和可配置协议解码单元分别与可配置调制／解调单元连接，所述可配置调制／解调单元还与单片机连接，所述单片机通过电平适配电路与车载各总线连接。

一种车载多协议总线系统的实现方法，其特征在于，所该实现方法具体包括以下步骤：

1)可配置协议编码单元根据需要的总线协议将待发送数据序列化形成通讯帧；

2)可配置调制／解调单元根据所述通讯帧计算脉宽需求，形成时长序列；

3)时长序列在单片机的控制下翻转端口电平，再经过电平适配电路转换为总线数据；

4)总线数据通过电平适配电路转换成单片机电平，单片机根据中断和计时器的组合计算得出对应的时长序列；

5)可配置调制／解调单元根据所述时长序列，形成通讯帧；

6)所述通讯帧通过可配置协议解码单元计算得出接收数据内容。

所述步骤1)至步骤3)为数据发送过程，所述步骤4)至步骤6)为数据接收过程。

所述步骤1)开始之前，系统根据预设的目标总线，挂载对应的可配置调制单元；所述步骤4)开始之前，系统根据预先设定的协议要求，预挂载对应协议解调单元。

所述通讯帧为符合协议要求的逻辑数据格式。

所述时长序列完整地表达了逻辑上的电平意义和时间间隔，其描述方式同时能满足ISO9141-2、ISO14230-4、LIN的物理层逻辑状态的描述。

所述电平适配电路为车载各总线和单片机连接的电路，根据连接的总线不同而不同。

本发明通过上述方式，在通用单片机平台上，使用2个带中断的端口和一个us级别的计时器即可完成，即可兼容多协议的实现。实现在实时操作系统下和非操作系统环境下都运行。

本发明采用单片机，通过电平适配电路与ISO9141-2、ISO14230-4、LIN总线相连接。通过单片机的数字信号变化情况实现总线接收和发送的功能。

通过可配置的协议编码单元和解码单元实现ISO9141-2、ISO14230-4、LIN逻辑协议的逻辑编码工作，所需发送的数据在通过可配置编码单元后可以转化为协议要求的逻辑数据格式。

可配置调制／解调单元在用于完成物理层协议的调制和解调，调制结果为归一化的数据时长序列，该序列完整的表达了逻辑上的电平意义和时间间隔，该序列可通过单片机IO和电平转换后转换为总线数据。而总线数据则可通过电平转换和单片机中断后，转换为时长序列。

时长序列的描述方式同时能满足ISO9141-2、ISO14230-4、LIN的物理层逻辑状态的描述，是接口兼容归一化的基础。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)将硬件收发器的功能归一化，通过软件的实现方法以达到兼容多协议支持的能力。从而同一功能设备无需针对多种总线接口进行适配开发，同时更加轻便。