基于CAN／LIN息線的汽車混合網關設計

數據接收是從總線上接收數據，進行必要的協議轉換，再將轉換后的數據存人相應的緩沖區。網關中有3個接收子程序，分別對應兩路CAN控制器及一路LIN發送器。數據接收采用中斷方式，由于不同網絡有不同的實時性要求，因此為3個接收程序設定了不同的中斷級別。高速CAN的實時性要求最高，中斷級別也設為最高；而LIN總線的實時性在三者中最低，故中斷級別也最低。當一個接收中斷發生后，進入接收中斷子程序，判斷相應的緩沖區是否已滿(低速CAN的接收程序在接收到數據后需要根據數據的目的網絡確定緩存區為BUF2還是BUF3)。如果緩沖區已滿，則產生一個溢出錯誤標志；如果沒有滿，則將數據進行相應的協議轉換，并將轉換后的數據存入相應的緩存區，退出中斷并完成接收。圖6所示為低速CAN數據接收過程的簡要流程。

3．4 數據的處理

　　網關的數據處理是指協議的轉換和數據在緩沖區的存儲與轉發。每當接收到一組數據時，首先進行協議轉換，然后再將其存入到相應的緩存區。高低速CAN的協議相同，并不需要轉換，因此主要是進行CAN協議和LIN協議之間的轉換。

　　CAN協議和LIN協議都是以幀(frame)為數據單位進行通信的。在進行LIN協議到CAN協議的轉換時，首先是將LIN幀分解，從標識符場 (identfield)提取出其中的ID標識符，從數據場(data field)提取出有效數據，然后根據這些信息封裝成符合要求的CAN幀格式。CAN協議到LIN協議的轉換過程亦是如此。先將CAN幀分解，從仲裁域 (arbitration field)和數據域(data field)中提取出有用信息，然后封裝成符合要求的LIN幀格式。

　　數據的4個緩沖區BUF1～BUF4為FIFO(First InFirst Out)緩沖區，本文采用循環隊列(circular queue)來實現數據的先進先出。兩個指針Read和Write分別指示隊頭元素和隊尾元素在緩沖區空間中的位置，它們的初值在隊列初始化時均應置為 0，每讀取或寫入一次數據，都要對緩沖區的參數進行調整。寫數據時，將新元素插入Write所指的位置，然后將Write加1；讀數據時，刪去Read所指的元素，然后將Read加1并返回被刪元素。

4 網關通信測試

　　將網關的高速CAN接口和低速CAN接口分別與單獨的CAN節點電路相連，LIN接口與單獨的LIN從節點相連，組成測試網絡。測試的主要內容為高速 CAN和低速CAN之間的通信，低速CAN和LIN網絡之間的通信。高速CAN網絡采用速率為500 kb／s，低速CAN網絡采用的速率為100kb／s，LIN網絡采用的速率為10 kb／s。利用PC機的串口發送測試數據，同時在另一個串口終端上進行數據的監測。測試結果表明，發送數據內容與監測到的數據內容一致。

5 總 結

　　以AT91SAM7A3為核心設計的一款CAN／LIN混合網關，實現了汽車網絡中高速CAN總線、容錯CAN總線及LIN總線三類網絡之間的通信，使汽車中的各類網絡的信息能夠有效共享，實現了不同性質網絡的互聯。