[发明专利]一种动态同步的CAN通讯设备和方法

说明书

本发明涉及一种基于帧队列的动态自同步CAN通讯设备和方法，系统包括若干个CPU，每个CPU都有独立的1个或多个帧ID，帧ID小的CAN帧具有比较高的优先级，帧ID大的CAN帧优先级较低。当多个CPU通过CAN通讯时，所有的CPU始终接收CAN总线上的数据，并在各自的内存中建立优先级从高到低的帧ID队列，并把自己的帧ID也排列在该队列中，当本帧ID前面的数据都接收到后，立即发送本帧ID信息，如果遇到没有发送成功，就立即将本帧ID后移一个帧间隔单元，在下一个单元时间启动发送。通过不断地监控CAN总线上的信息，动态调整帧队列，重新确定本帧数据发送的时间位置，实现自动同步的功能。

技术领域

本发明涉及CAN(控制器局域网)通讯方法，尤其涉及一种动态同步的CAN通讯设备和方法，通过动态同步的方式，实现准同步的通讯结果。

背景技术

目前，CAN通讯在车辆电控、工业现场等场合应用日益普遍，CAN通讯解决了多主通讯握手和仲裁等问题。

CAN通讯一般在车辆电控中广泛应用，CAN通讯的实时性对车辆的安全性非常重要，采用本方案对提高车辆的安全性有很好的作用，因此应用前景广泛。

当CAN通讯进行大量数据传输，通讯的频次较高时，由于各个CPU发送数据是随机的，有的是多帧连发，这样必然导致帧碰撞加剧，从而引起很多帧会丧失发送，通讯失败，造成通讯的实时性变差，如何解决多主通讯方式下，提高通讯的实时性的同时，减少帧冲突非常重要。

为了解决CAN总线的总线冲突问题，已经有大量的研究成果用于解决这个问题，例如采用网络总线负载均散就是一种比较有效的方法，但是，对于系统总线节点变化和容错性方面问题，这些方法很难克服。

随着微电子技术的突飞猛进，CPU的速度越来越快，内存越来越大，特别是中断处理能力越来越强大，通过软件实现避免总线冲突完全可以实现。

发明内容

本发明的目的是通过建立准同步原则，让各个独立的CPU按照一个统一的顺序发送，从而减少冲突发生的可能性，避免各个CPU无序发送的局面，避免帧的碰撞，大大提高通讯的有效数据流量和网络数据的实时性，从而解决CAN通讯效率低下和实时性不好的问题。

本发明涉及一种动态同步的CAN通讯设备及其方法，各个CPU之间没有主从关系，通讯顺序按照帧ID进行动态分配，最先发送的是最高优先级的帧，然后依次发送较低优先级的帧。每个参与通讯的CPU始终接收全部的CAN帧，并把接收到的帧按照帧ID的优先级进行排队，然后将本CPU的帧ID在这个队列的中自动定位，当轮到本帧ID发送时刻后，立即启动发送。

本发明的动态同步CAN通讯方法，参与通讯的CPU接收全部的CAN信息，并且根据接收到的CAN帧，在内存中动态建立一个帧发送队列，该队列按照接收帧ID的优先级从高到低排列，并且把本CPU要求发送的帧ID也定位在这个队列中，当到本帧ID时刻，就启动发送功能。

上电启动后，各个CPU都有一个缺省的帧队列，该队列是进行系统设计时已经规划好的队列，作为起始发送数据顺序队列。

各个帧发送的时间间隔都有固定的时间长度。

当有一个新的帧ID参与通讯时，会自动在各个CPU的帧队列中自动分配一个位置，下一个通讯周期会自动把总线让给该帧，同时避免数据冲突。

当一个高级的帧ID或低级的帧ID由于某种原因不发送数据时，各个CPU的帧发送队列会自动从队列中剔除该帧，从而最大限度提高通讯效率。

同一个CPU有不同的CAN帧ID，可以实现不同的通讯速率，满足高效的通讯要求。

本发明可有效减少CAN通讯的帧碰撞次数，提高CAN通讯的数据流量，提高CAN通讯的实时性，且不必变更现有CAN系统的硬件就可以实现，因此可以大量应用。

附图说明