一種基于Salvo的通用CAN/LIN網關

4 網關軟件
CAN總線與LIN總線比較相似，協議數據單元比較接近，網關軟件數據處理量不大；而且，網關軟件本身功能相對單一，一般不需要操作系統支持。但本文討論的是一個通用網關，針對不同場合系統功能需要適當的裁剪和擴充，有操作系統的支持更便于系統功能的裁剪和擴充，提高系統的可移植性，增加系統通用性。另外，有操作系統的支持系統開發時間大大縮短，而且可靠性也大大提高。
4.1 實時操作系統Salvo
系統軟件開發采用實時操作系統RTOS會占用部分系統硬件資源，目前大多數RTOS 適用于ARM 或X86 等可配備豐富硬件資源的微處理器系統。實時操作系統Salvo 占用系統硬件資源少，且功能強大，適合硬件資源相對貧乏的單片機，尤其是存儲器資源貧乏的PIC 系列單片機。Salvo 占用程序存儲器容量取決于用戶調用的系統函數，一般典型系統占用1～2K 程序存儲器。占用數據存儲器容量取決于用戶定義的變量、任務和事件的數量，以PIC16 系列單片機為例，每個全局變量占10b，任務占5b，事件占3b，一般典型系統占用50～100b 數據存儲器。
Salvo 是一個基于優先級任務切換，支持事件驅動的多任務實時操作系統。Salvo 共支持16 個任務優先級，且多個任務可以共用一個優先級，任務按優先級高低切換，對于多個同一優先級的任務，以時間片循環方式切換。Salvo 支持任務和事件的數量不限，取決于RAM 的大小。
4.2 任務分割及功能確定
基于RTOS 的軟件開發主要工作是任務分割、任務功能確定和任務代碼編寫。任務分割的基本原則是任務內的內聚度強而任務間的偶合性弱。為減少Salvo在任務切換時占用過多的系統資源，任務分割盡量減少任務數，系統分割成5個任務（參見圖4）：

CAN_TXD任務：由ENCANTXD信號觸發，將經PDU_Conversion任務轉換的數據送到CAN模塊的發送緩沖寄存器，并啟動CAN發送器發送數據。
CAN_RXD任務：由ISR_CANRXD中斷服務程序發送ENCANRXD事件觸發，接收CAN模塊接收緩沖器的數據，發送CANTOLIN信號觸發PDU_Conversion任務。
LIN_RXD任務：由ISR_LINRXD中斷服務程序發送ENLINRXD事件觸發，接收USART模塊發送來的數據。根據LIN協議分析標識場確定報文的內容和長度，分析校驗和場確定報文的正確性，發送LINTOCAN信號觸發PDU_Conversion任務。
LIN¬_TXD任務：由ENLINTXD信號觸發，將經PDU_Conversion任務轉換的數據送到USART模塊，并控制USART模塊安LIN協議發送數據。
PDU_Conversion任務：由LINTOCAN或CANTOLIN信號觸發，將服務數據單元SDU轉換成CAN協議數據單元或LIN協議數據單元，并通過ENCANTXD信號或ENNLINTXD信號觸發CAN_TXD任務或LIN_TXD任務向CAN總線或LIN總線發送數據。
4.3 任務間通信及任務優先級
現場總線一般對實時性要求較高，為提高系統的實時性，減少數據在網關的延時，系統采用中斷方式接收CAN總線和LIN總線的數據。若CAN總線上有節點發送數據，網關的CAN模塊接收器接收數據，存于信息集中緩沖器MAB，同時根據接收屏蔽器信息，比較接收過濾器與接收信息標示區是否相符，若相符將信息集中緩沖器信息裝入接收緩沖器（RXB0或RXB1，PIC18F4680的CAN模塊有兩個接收緩沖器），并通過中斷標志寄存器PIR3的RXB0IF或RXB1IF（CAN模塊接收緩沖器中斷標志位）申請中斷，CPU進入ISR_CANRXD中斷服務程序，在ISR_CANRXD中發送ENCANRXD事件觸發CAN_RXD任務啟動。CAN_RXD任務讀取接收緩沖器中SDU數據，存入一個CANSDU全局數組，并發送CANTOLIN信號觸發PDU_Conversion任務啟動。PDU_Conversion任務接收全局數組CANSDU數據，轉換成LIN總線的協議數據單元，存于LINPDU全局數組，并發送ENLINTXD信號觸發LIN_TXD任務啟動。LIN_TXD任務接收全局數組LINPDU數據，控制USART模塊按LIN總線協議發送數據。以上是CAN/LIN網關從CAN總線接收數據發送到LIN總線的各任務同步及通信過程，CAN/LIN網關從LIN總線接收數據發送到CAN總線的各任務同步及通信過程基本與其相似。