[发明专利]一种基于模拟首部添加的车用总线协议转换方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于模拟首部添加的车用总线协议转换方法，应用于汽车电子技术领域。

背景技术

随着汽车电子技术的发展，人们对汽车安全性能的要求越来越高。越来越多汽车上的电控模块都是由车载网络连接，使得通信系统的复杂程度变高。FlexRay作为新一代汽车内部网络的主干网络，采用基于时间驱动机制，具有高带宽、容错性能好等特点，在实时性、可靠性和灵活性方面具有一定的优势。

然而现在车用主干控制网络仍以CAN总线为主流，同时并存着LIN总线和MOST总线(用于车载多媒体)，因此为了能够让FlexRay总线更快的融入到车载控制网络中，作为过渡方案，需要设计一种基于FlexRay总线的适配器。

目前也存在一些FlexRay总线与CAN总线或者LIN总线的协议转换方法，但是其多为将双方的数据内容及相关ID信息作出解析，进行复杂的处理后再转换成对方协议格式内容进行转发，增加了用于协议转换的适配器或者网关的复杂程度，同时网关需要保存双方完整的协议内容，对每一次数据转发均需要对其有效数据进行解析，而最终网络接收节点同样要进行数据解析，无形增加了网络的时延。

发明内容

为了避免以上现有技术的不足，本发明提出一种基于首部添加的FlexRay协议转换方法，用以实现FlexRay总线与车载CAN总线和LIN总线的协议转换，达到双方数据的透明传输，避免网关对全部有效数据的解析过程，降低网络时延。

本发明的技术方案为：

一种基于模拟首部添加的车用总线协议转换方法，其硬件载体为用于FlexRay与CAN或者LIN总线协议转换的车用总线适配器，适配器带有FlexRay、CAN和LIN总线接口，可以分别与FlexRay、CAN和LIN总线通信，该方法包括CAN或者LIN总线向FlexRay总线的数据转发过程和FlexRay总线向CAN或者LIN总线的数据转发过程；所述CAN或者LIN总线向FlexRay总线的数据转发过程中由车用总线适配器生成模拟首部，并将模拟首部和待转发的CAN或者LIN总线的有效数据封装在FlexRay数据帧的数据部分；所述FlexRay总线向CAN或者LIN总线的数据转发过程中由车用总线适配器对FlexRay数据帧中已添加好的模拟首部进行解析，并将根据解析结果将FlexRay数据帧中所含的CAN或者LIN总线的有效数据提取出来。

进一步，所述CAN或者LIN总线向FlexRay总线的数据转发过程的具体步骤为：

1.1车用总线适配器接收CAN或者LIN总线发来的数据帧，根据当前接收得数据帧的优先级和时间选定其中准备转发到FlexRay总线的1至10个CAN数据帧或者1至10个LIN数据帧；

1.2车用总线适配器提取所选定数据帧中的有效信息和有效数据，所述有效信息包括CAN数据帧的ID号、有效数据的长度或者LIN数据帧的源地址、目的地址、有效数据的长度；

1.3车用总线适配器根据步骤1.2提取的有效信息对步骤1.1选定的1至10个CAN数据帧或者1至10个LIN数据帧生成模拟首部；

1.4车用总线适配器将步骤1.3生成的模拟首部以及步骤1.2提取的有效数据封装在FlexRay数据帧的数据部分，生成一帧新的FlexRay数据帧；

1.5按照FlexRay总线标准，车用总线适配器为步骤1.4生成的FlexRay数据帧分配一个与现有FlexRay总线上发送时隙不重复的时隙，并在该时隙到来时将步骤1.4生成的FlexRay数据帧采用广播的方式发送出去；

1.6FlexRay总线上的节点接收到车用总线适配器发送的FlexRay数据帧后，从其模拟首部中解析出有效信息，并根据有效信息提取数据帧中有效数据，并按照需求对有效数据进行进一步的处理。

进一步，所述FlexRay总线向CAN或者LIN总线的数据转发过程的具体步骤为：

2.1FlexRay总线上的节点根据要发送的目的网络、目的节点和有效数据长度生成模拟首部，并将模拟首部和要发送的有效数据封装在FlexRay数据帧中，在本数据帧所属的发送时隙将该数据帧发送出去；

2.2车用总线适配器接收到FlexRay总线上发来的数据帧后，根据发送时隙判断其是否为需向CAN或者LIN总线转发的数据帧，如果不是则丢弃并结束本次数据转发过程，如果是则提取其中的模拟首部并进入步骤2.3；