[发明专利]具有使用缓冲器描述表的控制器区域网络模块的微控制器

说明书

相关申请案交叉参考

本申请案请求在2009年5月28日提出申请且标题为“轻量级缓冲器描述符表(LIGHTWEIGHT BUFFER DESCRIPTOR TABLE)”的第61/181,720号美国临时申请案的权益，所述美国临时申请案全文并入本文中。

技术领域

本发明涉及控制器区域网络(CAN或CAN总线)兼容的微控制器，且更特定来说涉及一种用于CAN消息存储的轻量级缓冲器描述符表(BDT)。

背景技术

控制器区域网络(CAN)是有效地以高水平的安全性支持分散式实时控制的串行通信协议。CAN的应用范围从高速数字通信网络到低成本多路复用布线。CAN是用于实时应用的高整体性串行数据通信总线。CAN以高达1兆位/秒的数据速率操作，具有优秀的错误检测与约束能力，且最初开发用于汽车中，但现在也用于其它领域中。CAN总线与CPU之间的接口通常称为CAN控制器。CAN背后的动机是通过改善汽车电子器件、引擎控制单元、传感器、防滑刹车系统等的互可操作性同时减小线束重量及复杂性而使汽车更可靠、安全且燃料高效。由于CAN的出现，CAN协议已在工业自动化及汽车/卡车应用中获得广泛普及。CAN总线在嘈杂环境中的强健性及从故障条件检测及恢复的能力使CAN适合与工业控制设备、医学设备、测试设备、移动及便携式机器、器具等一起使用。

CAN是具有一个逻辑总线的不同步串行总线系统。其具有具有相等总线节点的开放线性总线结构。CAN总线由两个或两个以上节点组成。可在不干扰其它节点的通信的情况下动态地改变总线上节点的数目。

CAN逻辑总线对应于“线与”机构，“空闲”位(通常但未必等于逻辑电平“1”)被“占有”位(通常是逻辑电平“0”)覆写。只要没有总线节点正在发送占有位，那么总线在空闲状态中，但来自任一总线节点的占有位产生占有总线状态。因此，对于CAN总线，选择能够传输两个可能位状态(占有及空闲)的媒体。所使用的常见物理媒体是双绞线对。总线则称为“CANH”及“CANL”，且可直接连接到CAN控制器节点或经由连接器连接到其。

在CAN总线协议中，并非寻址总线节点，而是将地址信息包含于所传输的消息中。此经由识别消息内容(例如，引擎速度、油温等)的识别符(每一消息的部分)来进行。所述识别符另外指示消息的优先等级。所述识别符的二进制值越低，则消息的优先等级越高(更多占有位)。

原始CAN规范(版本1.0、1.2及2.0A)将消息识别符定义为具有11位的长度，从而给出可能2048个消息识别符。“扩展的CAN”规范版本2.0B允许使用11及/或29位的消息识别符长度(29位的识别符长度允许超过536,000,000个消息识别符)。所述CAN规范(所有版本)出于所有目的以引用方式并入本文中。

通常，两种方法可用于CAN，因为CAN标准不涵盖CAN控制器的架构，这两种方法是：“基本CAN”及“完全CAN”(不要与CAN 1及CAN 2或标准识别符及扩展的识别符混淆)；其在消息的缓冲上不同。

基本CAN控制器架构类似于简单UART，除发送完整帧而非字符外。通常，存在单个传输缓冲器及双缓冲接收缓冲器。举例来说，微控制器将帧放入传输缓冲器中，且在发送所述帧时接收中断。当在接收缓冲器中接收到帧时，微控制器接收用以腾空所述接收缓冲器的中断且在接收随后帧之前将所述帧从所述接收缓冲器腾空。在基本CAN控制器架构中，微控制器必须管理传输及接收，且处置帧的存储。

完全CAN控制器架构包含专用缓冲器且将帧存储于此专用缓冲器中。可依据所述专用缓冲器的大小处理有限数目个帧。以映射到每一帧缓冲器的帧的识别符给所述缓冲器加标签。微控制器可更新所述缓冲器中的帧且对其进行标记以供传输。可检查接收缓冲器以查看是否已接收到具有匹配识别符的帧。另外，可使用滤波器来预筛选所接收到的帧，以使得仅既定供特定CAN控制器使用的那些帧存储于接收缓冲器中。

标准CAN对扩展的CAN