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双冗余CAN总线模块的设计与实现

更新时间  2021-12-01 01:14 阅读
本文摘要:为符合险恶环境下计算机系统的高可靠性市场需求,将冗余技术融合到CAN总线模块的硬件与软件开发中,讲解其总体方案。硬件及软件设计方法,重点叙述了在VWorks系统下的驱动软件构建,得出了部分构建细节及设计流程。 测试结果表明,此设计可顺利构建CAN校验模块在总线故障情况下的校验转换,提升了设备可靠性。 章节 冗余技术有两种方式:工作校验和后备校验。

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为符合险恶环境下计算机系统的高可靠性市场需求,将冗余技术融合到CAN总线模块的硬件与软件开发中,讲解其总体方案。硬件及软件设计方法,重点叙述了在VWorks系统下的驱动软件构建,得出了部分构建细节及设计流程。

测试结果表明,此设计可顺利构建CAN校验模块在总线故障情况下的校验转换,提升了设备可靠性。  章节  冗余技术有两种方式:工作校验和后备校验。工作校验是对关键设备以双重或三重的原则来反复配备,这些设备同时正处于工作运营状态,工作过程中若某一台设备经常出现故障,它不会自动瓦解系统,但并不影响系统的长时间工作。

后备校验方式是使一台设备投放运营,另一台校验设备正处于热可用状态,但不投放运营,在线运营设备一旦经常出现故障,后备设备立刻投放运营。常用的校验系统按其结构可分成并联系统。

备用系统和投票表决系统3种。最简单的校验设计是并联装置,其它方法还有串并联或并串联混合装置和多数投票表决装置等。  本文通过以上冗余技术的分析自由选择,将其融合到CAN总线模块的设计中,并在VxWorks系统下设计了双校验驱动,通过测试,检验了本设计的有效性。

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  1总体设计  双校验CAN总线模块设计主要还包括硬件与软件设计两部分。为构建校验功能,硬件上必须有几个完全相同可独立国家工作的设备反对;软件上要不具备错误检测和动态转换功能,且转换时间要尽量较短。在本设计中,双校验CAN总线模块硬件配备两个独立国家的CAN控制器,并有FPGA对其展开掌控,软件通过加载CAN总线状态寄存器辨别否展开校验转换动作。

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  下面将详细描述双校验CAN总线模块的硬件与软件设计,以及校验功能的构建细节。  2硬件设计  我们自由选择PCI9052作为模块芯片,利用功能芯片构建硬件的逻辑和物理构建。CAN控制器使用PHILIPS的SJAl000,可工作于BasicCAN模式或PeI.CAN模式下,其中PeIiCAN模式反对CAN2.0B协议,使用8位地址/数据适配总线模块。如图1右图,PCJ总线双CAN接口卡由两片SJAl000获取两路独立国家的CAN模块,每片芯片的8位地址/数据总线和读取掌控信号。

锁存信号必要与PCI9052连接。SJAl000输入信号经过光耦到CAN收发器PCA82C250,82C250供电电源为隔绝电源,由隔绝电源切换模块获取。CAN总线的废黜信号由FPGA获取,CAN控制器SJAl000的中断信号输入到FPGA.  在硬件上CAN总线校验模块拒绝用于完全相同两套CAN设备(CAN0.CANl),每套包括独立国家的总线电缆。总线驱动器和总线控制器,从而构建物理介质。

物理层。数据链路层及应用层的全面校验。

两套设备使用热备份方式运营:一个CAN控制器作为系统上电后配置文件的CAN(称之为居多CAN);另一个为系统的可用CAN(称作从CAN)。系统长时间工作时,主CAN设备(CAN0)投放运营,当主CAN设备再次发生故障时,系统自动转换至从CAN设备运营,确保整个系统的长时间通信,提升系统可靠性。


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