[发明专利]通用型SAEJ1939协议栈的设计方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车电子现场总线领域，具体涉及一种对CAN总线的应用层协议SAEJ1939的协议栈的设计实现方法。 

背景技术

在当今的中高档汽车中都采用了汽车总线技术。汽车总线为汽车内部各种复杂的电子设备、控制器、测量仪器等提供了统一数据交换渠道。一些汽车专家认为，就像在20世纪70年代引入集成电路、80年代引入微处理器一样，近10年来数据总线技术的引入也将是汽车电子技术发展的一个里程碑。 

CAN是控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)的简称，是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了的，并最终成为国际标准(ISO11898)。是国际上应用最广泛的现场总线之一。在北美和西欧，CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。近年来，其所具有的高可靠性和良好的错误检测能力受到重视，被广泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。 

J1939是美国汽车工程协会(SAE)的推荐标准，用于为中重型道路车 辆上电子部件间的通讯提供标准的体系结构。它由“卡车与大型客车电气与电子委员会”(Track&Bus Electrical&Electronics Committee)下属的“卡车与大型客车控制和通讯网络附属委员会”(Track&Bus Control and Communications Network Subcommittee)开发编写。J1939基于德国Bosch公司(Robert Bosch GmbH)开发的控制器局域网络(CAN：ControllerAreaNetwork)。它描述了重型车辆现场总线的一种网络应用，包括CAN网络物理层定义、数据链路层定义、应用层定义、网络层定义、故障诊断和网络管理。 

相关名词解释： 

1.CAN 

Controller Area Network，即控制器局域网络。 

2.SAEJ1939 

美国汽车工程协会(SAE)的推荐标准。 

发明内容

本发明所要解决的问题是：现有的SAE J1939协议栈代码量大，移植困难及应用可扩展性差。基于上述问题，本发明提供一种通用型SAEJ1939协议栈的设计方法，应用于嵌入式处理器，所述处理器必须包含CAN总线外设，包括以下步骤： 

步骤一、定义通用型SAEJ1939协议栈的架构为分层结构，采用硬件抽象层、中间层和应用层的三层结构； 

步骤二、定义CAN报文数据结构，即定义包含CAN报文的各项特性参数的数据结构； 

步骤三、软定时器调度机制，即通过软定时器实现报文的定时发送、接收与处理。 

优选的，上述步骤一具体包括四个步骤： 

1.1)硬件抽象层对CAN总线驱动进行标准化； 

1.2)中间层调用硬件抽象层接口实现CAN报文的发送、接收与解析； 

1.3)应用层利用带参数宏对CAN报文信号量进行定义、声明，并利用回调函数来实现对CAN信号量数据的处理； 

1.4)应用层采用分层结构来实现SAEJ1939协议栈的在线配置与诊断操作。 

优选的，上述步骤1.1)具体包括两个步骤： 

2.1)CAN总线驱动包括两种CAN类型的总线控制器驱动，即自带硬件缓冲器的CAN总线控制器和不带硬件缓冲器的CAN总线控制器； 

2.2)CAN总线驱动完成CAN总线控制器的初始化、滤波器的设置、CAN报文的发送与接收工作。 

优选的，上述步骤2.1)中自带硬件缓冲器的CAN控制器通过轮询的方式直接从硬件缓冲区读取数据解析，不带硬件缓冲器的CAN控制器通过中断的方式将CAN报文拷贝到软件缓冲区，再通过轮询的方式从所述软件缓冲区读取数据解析。 

优选的，上述步骤1.2)中所述调用硬件抽象层接口采用了通用的调用方式，所述调用方式实现了对CAN报文的发送、接收和解析的操作与具体 应用的无关性。 

优选的，上述步骤1.3)中回调函数在CAN报文信号量定义时与信号量关联，并在中间层被自动调用，实现对所述信号量的处理。 

优选的，上述步骤1.4)中应用层分层结构包括传输层、诊断层、网络管理层、在线配置层和上层应用层。 

优选的，上述步骤二中CAN报文数据结构需要包含事件类型、周期和丢失时间等参数。