基于ARM7的汽車CAN 總線冗余網關設計

李小龍，宋 欣，徐 強，宋占偉

(1.吉林大學電子科學與工程學院，長春130012;2.吉林省啟明軟件園企業孵化有限公司結構部，長春130117)

0 引 言

隨著汽車電子應用的不斷發展，電控單元的增多導致布線越來越復雜。Bosch公司為解決車載電控單元之間布線困難和保證數據實時交互，在20世紀80年代提出了CAN(Controller Area Networks)總線，這是一種多主串行總線，具有實時性強，傳輸率高，抗干擾性強等性能。CAN總線作為現場結構總線［1］廣泛應用于航天工業，汽車電子，工業自動化等方面。為解決車線束過多導致的布線困難，實現電控單元之間信息快速交換，增強車載電控單元的安全性和可靠性，利用CAN總線連接車載電控單元的技術得到了很大的發展。

目前，在汽車車載CAN總線以單總線結構為主，惡劣環境或猛烈沖撞導致的汽車CAN總線線束的松動或斷裂，不能保證汽車內部各節點之間穩定實時的通信。故筆者采用CAN總線冗余的思想［2］，并移植了μC/OS－Ⅱ［3］實時操作系統，確保在CAN總線網絡能實時通信的基礎上為主CAN總線備用一個輔助的CAN總線，保證車載CAN網絡系統實時、穩定、可靠的通信。

1 硬件設計

1.1 系統結構與原理框圖

由于汽車內部各電控單元節點(ECU:Electronic Control Unit)對通信的實時性要求不同，所以不同節點的信息傳輸速率也不完全相同。汽車內部的CAN總線網絡主要分為動力系統、舒適系統及車身系統。動力系統連接實時性較高的電控單元，如發動機控制、變速器控制和防抱死控制等，一般波特率為500 kbits/s;車身及舒適系統連接實時性要求不太強的電控單元，如安全控制、空調控制和娛樂終端等，一般波特率為250 kbit/s或125 kbit/s。……