[发明专利]转接装置

说明书

本发明提供的一种转接装置，包括：总线控制模块，总线控制模块与外部设备通信；RISC处理器，RISC处理器与总线控制模块通信；CAN控制器，CAN控制器与总线控制模块通信，CAN控制器连接CAN总线；FlexRay控制器，FlexRay控制器与总线控制模块通信，FlexRay控制器连接FlexRay总线。与现有技术相比，本发明的有益效果如下：1)传统网络中的设备可以使用CAN/FlexRay的初始化、发送和接收接口来操作车载总线，而无需在硬件上作出改动；2)能够实现对车载设备的精确控制，避免传统网络中不确定的丢包、延迟、抖动等影响；3)使用FPGA使方案的可扩展性强，即使要增加更多的总线类型接口，也可以仅通过扩展内部逻辑而无需修改整个系统架构。

技术领域

本发明涉及总线通信系统，特别是一种常规网络对CAN-FlexRay的转接装置。

背景技术

在常规的通信系统中，已有许多成熟的设备间互联方案，这些方案面向的是高灵活性、高度交换的组网，但由于网络的侧重点不同，无法直接将这些方案接入至车载网络中。

目前，车载网络广泛运用的技术有CAN和FlexRay两种:

1)CAN总线

CAN总线全称为“控制器局域网总线(ControllerAreaNetwork)”，是德国博世公司从80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议。它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。CAN通信速率可达1Mbit/s，每帧的数据段为8字节。

2)FlexRay总线

FlexRay通讯协议运用于可靠的车内网络中，是一种具备故障容错的高速汽车总线系统。FlexRay在物理上通过两条分开的总线通信，每一条的数据速率是10MBit/s，协议标准中定义了同步和异步帧传输，同步传输中保证帧的延迟和抖动，异步传输中有优先次序，还有多时钟同步，冗余通信能力，错误检测与避免，编码解码，物理层的总线监控设备等。FlexRay总线可以确保将信息延迟和抖动降至最低，从而尽可能保持了传输的同步与可测试。

由此可见，车载网络技术的关键在于实现完全可控的传输，以及精确的时隙、延迟、误码等控制，这些重点在常用网络协议中较少被关注。

现有技术，中国发明专利《一种车用FlexRay总线与以太网的协议转换装置》(公开号：102014139A)一种车用FlexRay总线与以太网的协议转换装置，属于网络通信技术领域。包括处理器及处理器外围电路、数据存储器电路、带隔离的FlexRay总线接口电路、带隔离的以太网接口电路、串行接口电路和电源电路。本发明结构简单、成本低、应用方便；可方便地采用便携式电脑上车对FlexRay总线进行实时监控；采用了完全的电气隔离措施，并在FlexRay总线对外接口端加入了总线保护电路，可以更好地起到抗干扰及保护内部电路和上位机的作用。

技术要点比较：该专利使用SST89E564RD单片机，通过外围电路控制MFR4200和以太网收发器进行协议互转，具有如下缺点：

1)功能较为单一。当前主流的CAN和FlexRay协议之间应用场景各有侧重，FlexRay面向更大带宽，而CAN面向高稳定性控制，仅有FlexRay与以太网协议的转接在实用场景中受到较大限制；

2)扩展性较差。该专利中使用单片机控制协议转换，如果需要在此基础上增加其他协议的支持，单片机远不及FPGA灵活，且无法做到多线程控制，很难确保车载协议的稳定性和同步。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种解决上述技术问题的转接装置。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种转接装置，包括：

总线控制模块，总线控制模块与外部设备通信；