[发明专利]利用以太网的控制器局域网通信

说明书

交叉参考相关申请

本申请要求在2012年7月23日提交的标题为“Ethernet Adaptation Layer Function for CAN Controller”的美国临时专利申请第61/674,828以及在2012年12月17日提交的美国专利申请第13/716,521的权利，通用引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本技术主要涉及网络通信，具体地，涉及使用以太网实施控制器局域网（CAN）通信。

背景技术

CAN总线使用车辆总线标准，该标准被设计为允许微控制器和装置在车辆内部彼此通信或与其他控制系统通信。所述CAN总线可以使用基于消息的协议，其设计用于汽车应用并且对于它们的功能区域是特定的，但也可用于其他领域，比如工业自动化和医疗设备。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种用于在多个控制器局域网（CAN）节点之间实施CAN通信的以太网交换机，所述以太网交换机包括：多个端口，每个端口被配置为从各自的CAN节点接收以太网数据包，每个以太网数据包包括CAN消息，每个CAN消息包括相应CAN节点的标识（ID）；以及控制器模块，被配置为检测在所述多个端口中的第一端口接收的第一以太网数据包和在所述多个端口中的第二端口接收的第二以太网数据包之间的CAN冲突；其中，所述控制器模块被配置为响应所述CAN冲突的检测，基于对应于所述第一以太网数据包的ID和对应于所述第二以太网数据的ID来选择所述第一以太网数据包或所述第二以太网数据包，以及其中，所述控制器模块被进一步配置为将所选择的以太网数据包路由至目的地。

上述以太网交换机中，优选所述多个CAN节点中的每一个包括CAN控制器和以太网适配模块。

上述以太网交换机中，优选所述CAN冲突包括同时接收所述第一以太网数据包和所述第二以太网数据包。

上述以太网交换机中，优选所选择的以太网数据包是所述第一以太网数据包，并且其中，对应于所述第一以太网数据包的ID小于对应于所述第二以太网数据包的ID。

上述以太网交换机中，优选所述控制器模块被进一步配置为在路由所述第一以太网数据包之后的传输周期路由所述第二以太网数据包。

上述以太网交换机中，优选所述控制器模块被进一步配置为确定所选择的以太网数据包的所述目的地。

上述以太网交换机中，优选所述目的地包括：a）除了与接收了所选择的以太网数据包的端口相对应的CAN节点之外的所述多个CAN节点的单个CAN节点，b）除了与接收了所选择的以太网数据包的端口相对应的CAN节点之外的所述多个CAN节点的两个或更多个CAN节点，或c）除了与接收了所选择的以太网数据包的端口相对应的CAN节点之外的全部所述多个CAN节点。

上述以太网交换机中，优选进一步包括耦接至所述控制器模块的时钟模块，其中，所述时钟模块被配置为生成传输时钟，并且其中，所述控制器模块被配置为基于所述传输时钟路由所选择的以太网数据包。

上述以太网交换机中，优选所述时钟模块被配置为接收主基准时钟并且基于所述主基准时钟生成所述传输时钟。

上述以太网交换机中，优选所述控制器模块被配置为以所述目的地支持的带宽将所选择的以太网数据包路由至所述目的地。

上述以太网交换机中，优选所述控制器模块被配置为检测CAN消息错误并且基于所述CAN消息错误的检测将以太网故障消息传输至所述多个CAN节点的一个或多个。

本发明的另一方面涉及一种用于利用以太网实施控制器局域网（CAN）通信的CAN节点，所述CAN节点包括：CAN模块，被配置为生成第一CAN消息，所述第一CAN消息包括所述CAN节点的第一标识（ID）；以太网适配模块，被配置为基于所述第一CAN消息生成第一以太网数据包，并向收发器提供所述第一以太网数据包以通过以太网链路将所述第一以太网数据包传输至目的地；其中，所述以太网适配模块被进一步配置为从所述收发器接收第二以太网数据包，所述第二以太网数据包由所述收发器在所述以太网链路上检测，所述第二以太网数据包包括第二CAN消息，所述第二CAN消息包括第二ID，并且其中，所述以太网适配模块被进一步配置为从所述第二以太网数据包提取所述第二CAN消息；以及验证模块，被配置为将所述第一ID与所述第二ID比较，并且基于所述第一ID与所述第二ID的比较来确定所述第一以太网数据包的传输是否成功。

上述CAN节点中，优选所述以太网适配模块被配置为将所述第一CAN消息封装为所述第一以太网数据包。