[发明专利]一种基于CAN总线的冗余系统

权利要求书

1.一种基于CAN总线的冗余系统，其特征包括：

多个节点，每个节点分别连接在CAN总线A和CAN总线B上，每个节点包括应用层协议、冗余仲裁层、CAN总线控制器A、CAN总线控制器B、驱动器A和驱动器B，其中：

所述冗余仲裁层与所述应用层协议连接；

所述CAN总线控制器A和CAN总线控制器B分别与所述冗余仲裁层连接；

所述驱动器A分别与所述CAN总线A和所述CAN总线控制器A连接，所述驱动器B与所述CAN总线B和所述CAN总线控制器B连接；

其中，节点同时具备接收和发送功能，将节点的收发功能分解为接收端和发送端，发送端除发送数据期间外，均处于接收状态；

当发送端的节点的CAN总线控制器A和CAN总线控制器B向接收端的节点发送消息时，发送端在CAN总线控制器A、CAN总线控制器B同步启动发送，并同步启动发送时钟，如CAN总线控制器A、CAN总线控制器B均发送成功，则完成发送；如发送时钟超时而有CAN总线控制器A和/或CAN总线控制器B未能发送成功，则停止发送，清除发送缓冲区等待下次发送；

接收端的节点的CAN总线控制器A和CAN总线控制器B收到消息后，将消息发送到冗余仲裁层，冗余仲裁层将消息推入FIFO缓冲区，冗余仲裁层对消息进行冗余仲裁，以得到有效消息，冗余仲裁层将有效消息提交应用层；等待冗余仲裁期间，后续消息继续发送，直到FIFO缓冲区溢出；

收到消息后，冗余仲裁层检索前续消息进行冗余仲裁，若消息为冗余消息，则丢弃，否则，作为有效消息处理。

2.如权利要求1所述的基于CAN总线的冗余系统，其特征在于，所述冗余仲裁层，用于设定发送时间、设定发送间隔时间和设定接收时间。

3.如权利要求2所述的基于CAN总线的冗余系统，其特征在于，所述发送时间选择为5毫秒；所述发送间隔时间选择为2倍发送时间；所述接收时间选择与发送间隔时间一致。

4.如权利要求1所述的基于CAN总线的冗余系统，其特征在于，所述冗余仲裁层，用于建立FIFO缓冲区，收到的消息判断为先到消息则加入时间戳，并压入FIFO缓冲区，消息溢出则挤出最先收到数据。

5.如权利要求1所述的基于CAN总线的冗余系统，其特征在于，所述冗余仲裁层，用于仲裁收到消息是否有效。

6.如权利要求1所述的基于CAN总线的冗余系统，其特征在于，在冗余消息发送过程中，应用层协议将待发送消息推送到冗余仲裁层，冗余仲裁层监测若发送间隔时间小于预设时间，则不发送，退出发送过程，否则继续发送，冗余仲裁层启动发送计时，将消息推送到CAN总线控制器A、CAN总线控制器B，启动发送，若CAN总线A和CAN总线B均发送消息成功则退出发送过程；若发送失败，则继续发送，直到发送成功或发送时间超时，如发送成功则退出发送过程，若超时则停止发送，清空缓冲区。

7.如权利要求1所述的基于CAN总线的冗余系统，其特征在于，在冗余消息接收过程，该过程假定CAN总线控制器A收到消息，CAN总线控制器A收到消息后启动接收计时，同时将消息与FIFO缓冲区内消息进行比对，若FIFO缓冲区内存在相同的消息，且消息满足来自CAN总线控制器B并且与当前消息接收到的时间差小于接收时间，则作为冗余消息丢弃；若不满足，则认为该消息为新消息，压入FIFO缓冲区，并向应用层提交协议。