專利名稱：基于雙dsp的高容錯性can總線數字網關的制作方法
技術領域：
本發明涉及基于雙DSP的高容錯性CAN總線數字網關，屬于CAN總線網關技術領域。
背景技術：
CAN總線技術已廣泛用于工業自動化領域，其具有高可靠、抗干擾、結構簡單且低成本等卓越特性。隨著技術方面的日趨成熟，CAN總線正逐步走向航天、航空、能源和醫療衛生等安全關鍵領域SCS，發展前景十分廣闊。
然而，安全關鍵系統不僅多涉及大量電子設備間復雜的級聯和頻繁的互操作，組網規模較大，傳輸性能要求較高，且一旦發生系統功能失效，將引起生命及財產的重大損失，因此設計或運營者往往將系統的可靠性放在最首要的位置。構成安全關鍵系統的網絡不只是結構單一的局域網，而是多個區域子網互聯和多種網絡拓撲、協議并用來實現隔離故障、均衡帶寬與簡化布線；并且系統主干網絡中多采用帶有冗余機制的CAN總線，以加強系統的可靠性與消息傳輸的確定性。
因此，CAN網關gateway作為實現復雜網絡的基礎設施，是否能夠有效支持這類安全關鍵系統組網，并滿足其設計方面的約束，尤其是可靠性方面的要求變得十分重要。現有的CAN總線網關設計有以下兩個方面的缺陷:
1.現有CAN總線網關多采用局部冗余結構，即僅對CAN總線的鏈路、收發器和控制器硬件備份。雖然能夠應對傳輸介質損壞、端口松動、總線驅動器失效中的單一故障或者組合故障，但對網關的CPU故障、電源模塊故障乃至控制板卡的整體失效則無能為力。
2.現有的CAN網關在通信機制方面并未實現真正的熱冗余，從備份節點或端口僅僅是實時監聽。一旦主節點或端口出現故障，仍需要進行主、從節點間的功能切換，從而引入了一定的自愈時間，即切換時間，如此易造成數據幀丟失或大延時等情況發生，這是對于可靠性與確定性要求較高的系統所無法容忍的。發明內容
本發明目的是為了解決現有CAN總線網關在單子節點整體故障時，會導致通信中斷，造成數據幀丟失或大延時情況發生的問題，提供了一種基于雙DSP的高容錯性CAN總線數字網關。
本發明所述基于雙DSP的高容錯性CAN總線數字網關，它包括主節點、從節點、雙路冗余CAN網絡A、雙路冗余CAN網絡B、非冗余子網絡總線#E1和非冗余子網絡總線#E2,
雙路冗余CAN網絡A包括網絡總線#A1和網絡總線#A2 ；
雙路冗余CAN網絡B包括網絡總線#B1和網絡總線#B2 ；
主節點包括DSP#A1、DSP#A2、CAN總線端口 #A11、CAN總線端口 Ml2、CAN總線端口 M21 和 CAN 總線端口 #A22 ；
從節點包括DSP#B1、DSP#B2、CAN總線端口 #B11、CAN總線端口 #B12、CAN總線端口 #B21 和 CAN 總線端口 #B22 ；
DSP#A1和DSP#A2之間通過SPI數據通道傳輸數據，DSP#A1通過CAN總線端口#A11與網絡總線#A1連接，DSP#A1通過CAN總線端口 #A12與非冗余子網絡總線#E1連接，DSP#A2通過CAN總線端口 #A21與網絡總線#B2連接，DSP#A2通過CAN總線端口 #A22與非冗余子網絡總線#E2連接；
DSP#B1和DSP#B2之間通過SPI數據通道傳輸數據，DSP#B1通過CAN總線端口#B11與網絡總線#B1連接，DSP#B1通過CAN總線端口 #B12與非冗余子網絡總線#E2連接，DSP#B2通過CAN總線端口 #B21與網絡總線#A2連接，DSP#B2通過CAN總線端口 #B22與非冗余子網絡總線#E1連接；
主節點的DSP#A1和DSP#A2與從節點的DSP#B1和DSP#B2之間通過SPI數據通道傳輸數據。
主節點還包括CAN驅動器#A11、CAN驅動器#A12、CAN驅動器#A21和CAN驅動器#A22,
CAN驅動器Mil設置于DSP#A1與CAN總線端口 Mll之間，CAN驅動器#A12設置于DSP#A1與CAN總線端口 M12之間，CAN驅動器#A21設置于DSP#A2與CAN總線端口#A21之間，CAN驅動器#A22設置于DSP#A2與CAN總線端口 #A22之間；
從節點還包括CAN驅動器#B11、CAN驅動器#B12、CAN驅動器#B21和CAN驅動器#B22,
CAN驅動器#B11設置于DSP#BI與CAN總線端口 #B11之間，CAN驅動器#B12設置于DSP#B1與CAN總線端口 #B12之間，CAN驅動器#B21設置于DSP#B2與CAN總線端口#B21之間，CAN驅動器#B22設置于DSP#B2與CAN總線端口 #B22之間。
主節點還包括主存儲器#A1和主存儲器#A2,
主存儲器#A1與DSP#A1之間通過外部擴展接口相連接，主存儲器#A2與DSP#A2之間通過外部擴展接口相連接；
從節點還包括從存儲器#B1和從存儲器#B2，
從存儲器#B1與DSP#B1之間通過外部擴展接口相連接，從存儲器#B2與DSP#B2之間通過外部擴展接口相連接。
它還包括液晶顯示及操作器，
液晶顯示及操作器作為人機接口，分別與DSP#A1、DSP#A2、DSP#B1和DSP#B2連接。
它還包括電源，電源用于為DSP#A1、DSP#A2、DSP#B1和DSP#B2提供工作電源。
本發明的優點:本發明所述數字網關具有高容錯性，它可以實現包括鏈路端口、總線收發器、總線控制器、網關CPU和電源模塊等在內的全系統雙模熱冗余，在網關內部的單子節點局部或整體發生故障的條件下，仍然能保證通信不發生中斷，且無自愈時間，有利于全面提高網絡互連的故障容錯性與可靠性。
本發明具備很強的兼容性和通用性，提供了雙鏈路冗余的CAN主干網絡之間、CAN主干網絡與單鏈路非冗余的CAN子網之間的協議轉換和數據高速緩存及轉發，能夠顯著地減少網絡間通信延時，適合在實際工業領域推廣和普及。
本發明具有雙路完全熱冗余的網絡橋接通道，在單通道故障的情況下，仍然能夠保證兩網的實時連通不發生中斷，具有極高的可靠性。它采用了內部集成有豐富控制模塊與高性能CPU的DSP芯片，從而加強了數據的處理和CAN總線收發控制的速度，極大地減少了網關的技術延時。本發明應用SPI接口替代雙端口 RAM實現雙DSP間高速的數據交換，簡化布線、降低成本并減少了板內電磁干擾對高速數據通信所帶來的影響，提高了系統的可靠性。
本發明具有較強的故障診斷功能，主節點、從節點通過周期性或時間觸發性的互檢與自檢能夠及時地發現故障并向上位機報警，有利于系統的可靠運行及更換維修。配備液晶顯示及操作器，使得網關使用操作簡單方便，運行狀態可被用戶實時監控獲取。與其它現有產品相比:目前市面上沒有類似的可以應用于對可靠性要求非常高的工業領域技術產品O
圖1是本發明所述基于雙DSP的高容錯性CAN總線數字網關的結構框圖2是主節點和從節點的內部結構框圖3是雙路冗余CAN網絡A和雙路冗余CAN網絡B通過CAN網關相互橋接的連接關系圖4是非冗余子網絡總線#E1和非冗余子網絡總線#E2間通過CAN網關相互橋接的連接關系圖5是以非冗余子網絡總線#E1和非冗余子網絡總線#E2間的橋接為例，主節點的工作流程圖6是以非冗余子網絡總線#E1和非冗余子網絡總線#E2間的橋接為例，從節點的工作流程圖7是冗余網絡與非冗余網絡的數據轉發通道示意圖8是本發明應用于小型商用支線飛機的機載電子設備組網示意圖。
具體實施方式
具體實施方式
一:下面結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述基于雙DSP的高容錯性CAN總線數字網關，它包括主節點1、從節點2、雙路冗余CAN網絡A3、雙路冗余CAN網絡B4、非冗余子網絡總線#E15和非冗余子網絡總線#E26，
雙路冗余CAN網絡A3包括網絡總線#A1和網絡總線#A2 ；
雙路冗余CAN網絡B4包括網絡總線#B1和網絡總線#B2 ；
主節點I 包括 DSP#A11-1、DSP#A21_2、CAN 總線端口 #A111_3、CAN 總線端口#A121-4、CAN 總線端口 #A211-5 和 CAN 總線端口 #A221_6 ；
從節點2 包括 DSP#B12-1、DSP#B22_2、CAN 總線端口 #B112_3、CAN 總線端口#B122-4、CAN 總線端口 #B212-5 和 CAN 總線端口 #B222-6 ；
DSP#A11-1和DSP#A21_2之間通過SPI數據通道傳輸數據，DSP#A11_1通過CAN總線端口 #A111-3與網絡總線#A1連接，DSP#A11-1通過CAN總線端口 M121-4與非冗余子網絡總線#E15連接，DSP#A21-2通過CAN總線端口 #A211_5與網絡總線#B2連接，DSP#A21_2通過CAN總線端口 M221-6與非冗余子網絡總線#E26連接；
DSP#B12-1和DSP#B22_2之間通過SPI數據通道傳輸數據，DSP#B12_1通過CAN總線端口 #B112-3與網絡總線#B1連接，DSP#B12-1通過CAN總線端口 #B122_4與非冗余子網絡總線#E26連接，DSP#B22-2通過CAN總線端口 #B212_5與網絡總線#A2連接，DSP#B22_2通過CAN總線端口 #B222-6與非冗余子網絡總線#E15連接；
主節點I 的 DSP#A11-1 和 DSP#A21_2 與從節點 2 的 DSP#B12_1 和 DSP#B22_2 之間通過SPI數據通道傳輸數據。
圖1所示，數字網關內部主要由完全相同的兩個相互獨立的子節點組成，分別稱為網關的主節點I和從節點2。主節點I和從節點2物理上完全隔離，同時上電工作，對于不同的任務各有合作與分工，相互間僅通過非冗余子網絡總線#E15和非冗余子網絡總線#E26松耦合連接，功能上是互為熱備份的關系。
本實施方式中提供了 8個獨立的CAN總線端口，即CAN總線端口 #A111_3、CAN總線端口 #A121-4、CAN 總線端口 #A211-5、CAN 總線端口 #A221_6、CAN 總線端口 #B112_3、CAN總線端口 #B122-4、CAN總線端口 #B212_5和CAN總線端口 #B222_6，可實現雙路冗余CAN網絡A3和雙路冗余CAN網絡B4之間、雙路冗余CAN網絡A3和雙路冗余CAN網絡B4與非冗余子網絡總線#E15和非冗余子網絡總線#E26之間的網際橋接，在主節點或從節點的局部或整體失效的情況下，仍然能夠降級使用，確保網絡間的不中斷連通。
具體實施方式
二:下面結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式對實施方式一作進一步說明，本實施方式所述主節點I還包括CAN驅動器#A111-7、CAN驅動器#A121_8、CAN 驅動器 #A211-9 和 CAN 驅動器 #A221_10，
CAN驅動器#Α111-7設置于DSP#A11_1與CAN總線端口 #A111_3之間，CAN驅動器#八121-8設置于DSP#A11-1與CAN總線端口 #A121_4之間，CAN驅動器#A211_9設置于DSP#A21-2 與 CAN 總線端 口 #A211_5 之間，CAN 驅動器 #A221_10 設置于 DSP#A21_2 與 CAN總線端口 #A221-6之間；
從節點2還包括CAN驅動器#B112-7、CAN驅動器#B122_8、CAN驅動器#B212_9和CAN 驅動器 #B222-10，
CAN驅動器#B112-7設置于DSP#B12_1與CAN總線端口 #B112_3之間，CAN驅動器#B122-8設置于DSP#B12-1與CAN總線端口 #B122_4之間，CAN驅動器#B212_9設置于DSP#B22-2 與 CAN 總線端 口 #B212_5 之間，CAN 驅動器 #B222_10 設置于 DSP#B22_2 與 CAN總線端口 #B222-6之間。
本實施方式中，DSP芯片作為網關子節點核心模塊，內部集成有CPU與CAN總線控制模塊，其運算速度快、可靠性高，不僅負責管理數據的CAN總線的收發控制、速率匹配、地址重映射和數據的緩存，而且相互間通過SP1、CAN#E1和CAN#E2三種數據通道，基于一定的信息去冗余、信息冗余、數據整形、調度控制等算法，根據實際需求，實現不同網絡之間的協議轉換與數據轉發。
具體實施方式
三:下面結合圖2說明本實施方式，本實施方式對實施方式二作進一步說明，本實施方式所述主節點I還包括主存儲器和主存儲器#A21-12，
主存儲器#A11-11與DSP#A11-1之間通過外部擴展接口相連接，主存儲器#A21_12與DSP#A21-2之間通過外部擴展接口相連接；
從節點2還包括從存儲器#B12_11和從存儲器#B22_12，
從存儲器#812-11與DSP#B12-1之間通過外部擴展接口相連接，從存儲器#B22-12與DSP#B22-2之間通過外部擴展接口相連接。
雙DSP間通過SPI串口互連，不僅提供速率高達ΙΟΜ/b數據交換，而且兼顧了傳輸的抗干擾性與可靠性。CAN驅動器能夠實現差分碼與二進制數據轉換的物理層功能。每個DSP各配有一個存儲器SRAM用于待轉發數據幀的緩存，DSP與存儲器SRAM通過外部擴展接口 XlNTF相連接。
具體實施方式
四:下面結合圖2說明本實施方式，本實施方式對實施方式一、二或三作進一步說明，本實施方式還包括液晶顯示及操作器7，
液晶顯示及操作器7作為人機接口，分別與DSP#A11-1、DSP#A21-2、DSP#B12-1和DSP#B22-2 連接。
液晶顯示及操作器7作為人機接口，用于網關子節點的配置與故障報警。
具體實施方式
五:下面結合圖1至圖8說明本實施方式，本實施方式對實施方式一、二、三或四作進一步說明，本實施方式還包括電源8，電源8用于為DSP#A11-1、DSP#A21-2、DSP#B12-1 和 DSP#B22_2 提供工作電源。
本發明的工作原理及運行過程:
雙路冗余CAN網絡A3和雙路冗余CAN網絡B4間的橋接:
雙路冗余CAN網絡A3和雙路冗余CAN網絡B4通過CAN網關相互橋接，如圖3所示。此時，網關的主節點I和從節點2同步工作，實現兩網數據幀的雙向轉發。和Z PM盧#兩個數據通道互為熱備份，鏈路P、Q和Z的通斷與網關主節點的CAN#A11端口、CAN#A21端口、CAN收發器、DSP#A1、DSP#A2及雙DSP間SPI接口的健康狀況有關，鏈路L、M和N的通斷則與網關從節點的CAN#B21端口、CAN#B11端口、CAN收發器、DSP#A1、DSP#A2和雙DSP間SPI接口的健康狀況有關。
因為從節點與主節點互相是完全獨立的，所以假設網關的主節點上發生某種軟件或硬件故障造成圖3中的P P β # Z數據通道斷開，那么網關的數據通道Z PM # Nm然能正常工作，不會造成兩網間數據傳輸的中斷，即雙路冗余CAN網絡A3和雙路冗余CAN網絡Β4中的通信節點仍然可以通過鏈路CAN網絡總線#Α2 ο網關從節點e CAN網絡總線#B1實現相互間的信息傳輸。同理，當從節點出現部分或全局故障時，網關主節點也同樣能夠完成兩網間的互連。
非冗余子網絡總線#E15和非冗余子網絡總線#E26間的橋接:
非冗余子網絡總線#E15和非冗余子網絡總線#E26間通過CAN網關相互橋接，如圖4所示。此時，網關的主節點和從節點同時工作，相互監控，各有任務分工。主節點負責兩網間數據幀的實時雙向轉發，而從節點則在接收數據幀后暫不進行轉發，而是在等待時間窗Skew_Max內監控主節點所轉發的數據幀，并通過對比自身接收到的數據幀與監控到的主節點轉發數據幀的內容及序列號，來判斷主節點在數據幀轉發的過程中是否出現幀錯誤、幀丟失、傳輸中斷或大延時等情況。如果監控到主節點發生上述錯誤，從節點則實時補發正確的數據幀、向主節點發送故障查詢幀并向上位機報警。此時，在故障條件下從節點可以人工設定為主節點，或者當主節點多次重復故障時從節點自動切換為主節點，且切換過程不會造成通信中斷。以非冗余子網絡總線#E15和非冗余子網絡總線#E26間的橋接為例，主節點和從節點的工作流程分別如圖5和圖6所示。
如上述原理，即便主節點或從節點發生局部故障或整體失效的嚴重情況發生，非冗余子網絡總線#E15和非冗余子網絡總線#E26間的相互通信仍然不會中斷，且等待時間窗Skew_Max的設定不超過Ims,即一旦主節點發生故障,從節點的補發數據巾貞所引入的技術延時不會超過lms，此時的CAN總線通信仍然是毫秒級確定的。這種最大限度的結構冗余方式和熱備份的工作方式極大地提高了 CAN網關的可靠性。
冗余網絡與非冗余網絡的橋接:
本發明可實現冗余CAN網絡與非冗余CAN網絡間的橋接。網絡總線#八1和網絡總線#A2互為熱冗余，如圖7所示，圖中通道(一)實現網絡總線#A1與非冗余子網絡總線#E15之間的數據轉發，通道(二)實現網絡總線#A2與非冗余子網絡總線#E15之間的數據轉發，兩條數據通道是互為熱備份的關系。同理，通道(三)和(四)實現網絡總線#B1或網絡總線#B2與非冗余子網絡總線#E2之間的數據轉發。
冗余網絡與非冗余網絡的橋接分為冗余過程和非冗余過程，下面以冗余網絡總線#A1或網絡總線#A2與非冗余子網絡總線#E15之間的橋接為例來具體說明:
冗余過程:
非冗余子網絡總線#E15至網絡總線#A1或網絡總線#A2是冗余過程，涉及到CAN網關將非冗余子網絡總線#E15上的數據幀進行信息冗余，并同時轉發到網絡總線#A1和網絡總線#A2兩個互為熱冗余的通信鏈路上。冗余過程中，網關主節點和從節點是對等的，完成相同的數據幀轉發過程。而且，為了盡量減少網關數據處理所引入的技術延時，在轉發過程中并不進行相互間的實時對比監控。無論是主節點還是從節點，當接收到非冗余子網絡總線#E15的數據幀時，只要校驗正確就立即進行轉發。同時，為了保證網關主節點和從節點間的同步，兩個節點在工作過程中，會通過非冗余子網絡總線#E15進行周期性的同步與狀態互檢。
去冗余過程:由網絡總線#A1和網絡總線#A2到非冗余子網絡總線#E15是去冗余過程，主節點1、從節點2基于一定的去冗余控制算法，所述控制算法與CAN網絡采用的具體協議有關，這里以ARINC825協議為例，將網絡總線#A1和網絡總線#A2上的數據幀進行信息的去冗余，再轉發到非冗余子網絡總線#E15上。去冗余過程中，網關的主節點負責數據的轉發，而從節點則在網關正常工作的情況下僅向主節點轉發其CAN總線端口 #B212-5接收到的數據幀,并由主節點完成對于兩路具有相同序列號，即互為備份的數據幀的對比檢驗、冗余信息的移除和向非冗余子網絡總線#E15的轉發。在去冗余過程中，由于雙路冗余鏈路傳輸延時及故障的影響，將會有以下三種的情況發生，分別對應網關的三種工作模式:
I假設由于從節點故障或者網絡總線#A2出現延時等情況，主節點的CAN總線端口#Α111-3先接收到網絡總線#A1發往非冗余子網絡總線#E1的數據幀，那么其將在等待時間窗Skew_Max內，等待從節點的經過非冗余子網絡總線#E1轉發來的備份巾貞。如果主節點能夠在等待時間窗內收到從節點的備份幀，且能夠通過對比校驗，則主節點對外轉發該幀，并更新序列號判斷閥值PSN = PSN+1，此時可認為網關及鏈路的狀態均處于良好范圍內。如果在時間窗內接收到了從節點發來的備份幀卻對比檢驗不通過，那么認為鏈路上或者從節點內部發生擾動,主節點會向上位機報錯,并請求雙路冗余CAN網絡A3中相應端節點重新發送該幀。而如果在等待窗口內沒有接收到從節點的備份幀，那么主節點將直接向非冗余子網絡總線#E15轉發接收到的數據幀，然后向從節點發出狀態查詢幀和對上位機進行故障報警，告知用戶出現了丟幀的情況。
2假設由于主節點端口故障或者網絡總線#A1出現延時等情況，主節點先接收到由從節點通過非冗余子網絡總線#E15轉發來的備份幀，那么其將在等待時間窗內等待網絡總線#A1上的具有同樣序列號數據幀。然后，如果在等待時間窗內接收到了該數據幀，且通過了對比校驗，那么主節點將對外轉發該幀。如果在等待時間窗內未收到該幀，則向非冗余子網絡總線#E15轉發從節點發來的備份幀，并更新序列號判斷閥值PSN = PSN+1，同時向上位機進行故障報警。
3假設由于主節點永久性故障或網絡總線#A1斷開等情況，那么從節點向主節點成功轉發網絡總線#A2上的備份幀后，在等待時間窗內將不會監控到主節點對外轉發的數據幀，那么此時從節點會直接對外轉發該備份幀，并更新序列號判斷閥值PSN = PSN+1,同時向上位機進行故障報警。
本發明可以應用于小型商用支線飛機的機載電子設備組網，完成基于航空CAN總線，即ARINC825總線的航電系統主干網絡與分區子網絡之間的橋接。如圖8所示，CAN#A1/CAN#A2和CAN#B1/CAN#B2構成某小型商用支線飛機電子系統的兩條雙冗余主干網絡，其中CAN#A1/#A2是機載電子設備的執行器網絡，互為冗余，而CAN#A1/#A2則為傳感器網絡。座艙控制系統作為整個航電系統的控制終端，其內部的航空計算機通過四個獨立的CAN端口與兩個主干網絡互連，負責管理所有的機載電子資源。機艙內各航電子系統須通過網絡設備接入主干網絡，完成控制指令傳輸與高度的信息共享。本發明所述的數字網關能夠有效支持ARINC825協議，可為子系統網絡與主干網絡的高速互聯提供可靠保證。通過數字網關的轉換，航電系統主干冗余網絡CAN#A1/CAN#A2和CAN#B1/CAN#B2分別與子系統#3內部的非冗余網絡CAN#E1和CAN#E2實現互聯橋接，并且只要網關內部的兩個子節點中有一個能夠正常地工作，那么CAN#A1/A2 <= CAN#E1和CAN#B1/B2 O CAN#E2的數據通信就不會發生任何中 斷。
權利要求
1.一種基于雙DSP的高容錯性CAN總線數字網關，其特征在于，它包括主節點(1)、從節點(2)、雙路冗余CAN網絡A (3)、雙路冗余CAN網絡B (4)、非冗余子網絡總線#E1 (5)和非冗余子網絡總線#E2(6)， 雙路冗余CAN網絡A (3)包括網絡總線#A1和網絡總線#A2 ； 雙路冗余CAN網絡B(4)包括網絡總線#B1和網絡總線#B2 ； 主節點(I)包括 DSP#A1 (1-1)、DSP#A2(l-2)、CAN 總線端口 #A11 (1-3)、CAN 總線端口#A12 (1-4)、CAN 總線端口 #A21 (1-5)和 CAN 總線端口 #A22 (1-6)； 從節點(2)包括 DSP#B1 (2-1)、DSP#B2 (2-2)、CAN 總線端口 #B11 (2-3)、CAN 總線端口#B12 (2-4)、CAN 總線端口 #B21 (2-5)和 CAN 總線端口 #B22 (2-6)； DSP#A1 (1-1)和DSP#A2(l-2)之間通過SPI數據通道傳輸數據，DSP#A1 (1-1)通過CAN總線端Π#Α11(1-3)與網絡總線#A1連接，DSP#A1(1-1)通過CAN總線端口 #A12 (1-4)與非冗余子網絡總線#E1(5)連接，DSP#A2(l-2)通過CAN總線端口 #A21(1_5)與網絡總線#B2連接，DSP#A2(l-2)通過CAN總線端口 #A22(1_6)與非冗余子網絡總線#E2 (6)連接； DSP#B1 (2-1)和DSP#B2(2-2)之間通過SPI數據通道傳輸數據，DSP#B1 (2-1)通過CAN總線端口 #Β11(2-3)與網絡總線#B1連接，DSP#B1(2-1)通過CAN總線端口 #B12(2-4)與非冗余子網絡總線#E2(6)連接，DSP#B2 (2-2)通過CAN總線端口 #B21(2_5)與網絡總線#A2連接，DSP#B2 (2-2)通過CAN總線端口 #B22 (2_6)與非冗余子網絡總線#E1 (5)連接； 主節點(1)的 DSP#A1(1-1)和 DSP#A2(l-2)與從節點(2)的 DSP#B1 (2-1)和DSP#B2 (2-2)之間通過SPI數據通道傳輸數據。
2.根據權利要求1所述的基于雙DSP的高容錯性CAN總線數字網關，其特征在于，主節點(I)還包括 CAN 驅動器 Mll (1-7)、CAN 驅動器 #A12 (1-8)、CAN 驅動器 #A21 (1-9)和 CAN驅動器 #A22 (1-10)， CAN驅動器#A11 (1-7)設置于DSP#A1(1-1)與CAN總線端口 #A11(1-3)之間，CAN驅動器#八12(1-8)設置于 DSP#A1(1-1)與 CAN 總線端口 #A12(1_4)之間，CAN 驅動器 #A21 (1-9)設置于DSP#A2(l-2)與CAN總線端口 #A21(1_5)之間，CAN驅動器#A22 (1-10)設置于DSP#A2(l-2)與 CAN 總線端口 #A22(1_6)之間； 從節點(2)還包括CAN驅動器#B11 (2-7)、CAN驅動器#B12 (2_8)、CAN驅動器#B21 (2-9)和 CAN 驅動器 #B22 (2-10)， CAN驅動器#Β11(2-7)設置于DSP#B1 (2-1)與CAN總線端口 #B11 (2-3)之間，CAN驅動器#Β12(2-8)設置于 DSP#B1(2-1)與 CAN 總線端口 #B 12 (2-4)之間，CAN 驅動器 #B21 (2_9)設置于DSP#B2 (2-2)與CAN總線端口 #B21 (2-5)之間，CAN驅動器#B22 (2-10)設置于DSP#B2 (2-2)與 CAN 總線端口 #B22 (2-6)之間。
3.根據權利要求2所述的基于雙DSP的高容錯性CAN總線數字網關，其特征在于，主節點(1)還包括主存儲器#A1 (1-11)和主存儲器#A2 (1-12)， 主存儲器#A1 (1-11)與DSP#A1(1-1)之間通過外部擴展接口相連接，主存儲器#A2(1-12)與DSP#A2(l-2)之間通過外部擴展接口相連接； 從節點(2)還包括從存儲器#B1 (2-11)和從存儲器#B2 (2-12)， 從存儲器#81 (2-11)與DSP#B1(2-1)之間通過外部擴展接口相連接，從存儲器#B2(2-12)與DSP#B2(2-2)之間通過外部擴展接口相連接。
4.根據權利要求1、2或3所述的基于雙DSP的高容錯性CAN總線數字網關，其特征在于，它還包括液晶顯示及操作器(7)， 液晶顯示及操作器(7)作為人機接口，分別與DSP#A1 (1-1)、DSP#A2 (1-2)、DSP#B1 (2-1)和 DSP#B2(2-2)連接。
5.根據權利要求4所述的基于雙DSP的高容錯性CAN總線數字網關，其特征在于，它還包括電源(8)，電源(8)用于為 DSP#A1(1-1)、DSP#A2(1-2)、DSP#B1(2-1)和 DSP#B2 (2-2)提供工作 電源。
全文摘要
基于雙DSP的高容錯性CAN總線數字網關，屬于CAN總線網關技術領域。本發明是為了解決現有CAN總線網關在單子節點整體故障時，會導致通信中斷，造成數據幀丟失或大延時情況發生的問題。它包括主節點、從節點、雙路冗余CAN網絡A、雙路冗余CAN網絡B、非冗余子網絡總線#E1和非冗余子網絡總線#E2，雙路冗余CAN網絡A包括網絡總線#A1和網絡總線#A2；雙路冗余CAN網絡B包括網絡總線#B1和網絡總線#B2；它提供了雙鏈路冗余的CAN主干網絡之間、CAN主干網絡與單鏈路非冗余的CAN子網之間的協議轉換和數據高速緩存及轉發。本發明作為CAN總線數字網關。
文檔編號H04L12/66GK103139060SQ201310065829
公開日2013年6月5日 申請日期2013年3月1日 優先權日2013年3月1日
發明者劉曉勝, 張鵬宇, 海天翔, 徐殿國 申請人:哈爾濱工業大學