淺析車用CAN系統中網關的特性

引言

網關(Gateway)實際上就是一種模塊，它工作的好壞決定了不同的總線、模塊和網絡相互間通信的好壞。網關就像一個居民小區的門衛，在他讓任何客人進大門之前，他得問問客人是否是應邀前來，或者通知某位住戶有人來訪了。對不兼容但卻需要互相通信的總線和網絡來說，網關所起的作用就和門衛一樣。

1 網關的實質

網關是連接異型網絡的接口裝置，它綜合了橋接器和路由器的功能，汽車網關主要能在OSI參考模型的物理層、數據鏈路層和應用層上對雙方不同的協議進行翻澤和解釋。

對于Bosch公司為奔馳600SEL等汽車開發的控制器局域網CANl.2與CAN2.0協議之間的網關，是指為處理多個ECU的核中核CPU之間的通信而提供的一種綜合接口裝置，實際上就是一個Intel-16位80C196單片微機，而美國三大汽車公司采用的SAE1850網絡與Bosch-CAN網絡之間的網關，實際上就是一個Intel-16位87C196KR單片微機。

一個網關必須具備有從一個網絡協議到另一個協議轉換信息的能力，對于CAN協議的網關，應能涉及CAN協議4種幀類型中的兩種，即數據幀和遠程幀。另外兩種錯誤幀和超限幀，由該網關的CAN芯片硬件控制，因此，可以說網關無附加的響應性。當然，網關必須具備有“狀態位”，即在任何一個網絡中發生的錯誤太多時，網關有報警狀態位或總線中斷狀態位，這樣，網關就像網絡中的節點那樣，可以調查總線狀態。

對于兩個網絡之間的網關，其具備盡量少的傳輸等待時間，信息丟失或超限差錯最少，能處理總線出現的差錯等特性。

2 網關的布置

如果兩個CAN網絡執行器是兩片獨立的芯片（圖1），微控制器（單片微機）作為網關，那么，CAN芯片就像靈巧的隨機存儲器被網關讀寫。一旦接收到信息，網關就執行接收CAN芯片的外部讀操作，接著執行轉換信息的邏輯指令，然后執行外部寫操作，對第二個網絡的CAN芯片作傳輸編程。

所以說，網關主要是執行外部讀、寫操作和轉換信息標識符，而執行讀、寫操作的重要技術條件是時間，讀、寫所要求的時間又取決于網關在CAN芯片接口的定時特性。

圖1 網關硬件的布置

3BoschCANl.2-CAN2.0之間的網關結構1991年9月，標準的1.2版本的CAN協議修訂為新的2.0版本，新版本的技術關鍵是增加了信息標識符，也就是說，新的CAN2.0既支持標準的11位，也支持擴展后的29位信息標識。

CAN2.0實施新的信息位，標識擴展位(IDE位)使CAN操作裝置能區分標準和擴展格式，但大多數現存的標準CAN-1.2版本不能識別擴展后的信息格式，在實施過程中會響應錯誤信息。