[发明专利]CANFD总线与FlexRay总线的协议转换方法

说明书

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种CANFD总线与FlexRay总线的协议转换方法。所述方法基于协议转换装置来实施，所述协议转换装置包括：CANFD相关硬件模块、协议转换模块、FlexRay相关硬件模块；本发明技术方案中，所述协议转换模块采用CPU裸核软件替代进程繁复的操作系统，用软协议替代路由选择，提升了总线转换效率，解决了工业控制系统设计中的转换延迟问题。本发明技术方案实现了CANFD到FlexRay的转换过程，以及FlexRay到CANFD的转换过程，CPU以裸核软协议的方式传输数据，消除了搭载操作系统执行路由选择带来了转换延迟问题，提高了总线传输的效率。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种CANFD总线与FlexRay总线的协议转换方法。

背景技术

FlexRay总线采用时间触发机制，静态段的每个时隙(slot)负责调度总线上一个节点到另一个节点的发送，这些slot组合在一起形成FlexRay总线的一个周期。由于通信协议的不同，两种总线的节点无法直接进行信息交互。传统的CAN转FlexRay装置的方法是CPU搭载操作系统，利用路由选择处理实现不同协议的转换，但随着节点数量的增加，路由选择处理会造成CPU转换延迟，引起吞吐量的恶化。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：针对为某一工业控制系统总线转换延迟问题，如何提供一种CANFD总线与FlexRay总线的协议转换方案。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种CANFD总线与FlexRay总线的协议转换方法，所述方法基于协议转换装置来实施，所述协议转换装置包括：CANFD相关硬件模块、协议转换模块、FlexRay相关硬件模块；所述CANFD相关硬件模块包括：CANFD总线及CANFD总线上各个节点设备；所述协议转换模块包括：CANFD收发子模块、控制子模块及FlexRay收发子模块；所述FlexRay相关硬件模块包括：FlexRay总线及FlexRay总线上各个节点设备；所述CANFD收发子模块包括：CANFD物理层收发电路和CANFD协议控制芯片；所述控制子模块包括：CPU及其内部RAM；所述FlexRay收发子模块包括：FlexRay物理层收发电路和FlexRay协议控制芯片；

在CANFD总线向FlexRay总线传输数据时，进行协议转换的所述协议转换方法包括如下步骤：

步骤11：数据内容从CANFD总线节点设备到协议转换模块；

CANFD总线上的某节点设备向协议转换模块发送如表1所示软协议格式的数据内容，其中，命令字0xA1含义为更新某个FlexRay节点数据；

数据内容从CANFD物理层收发电路以差分信号的形式转换成单端信号的形式，进入CANFD协议控制芯片并由CANFD协议控制芯片进行协议控制操作，然后CPU提取CANFD协议控制芯片内的CANFD格式的数据内容并存储在CPU内部RAM中；

步骤12：数据内容从协议转换模块到FlexRay总线节点设备；

CPU取出内部RAM中CANFD格式的数据内容；若命令字为0xA1，则依据表1所示软协议格式从数据内容中提取FlexRay目的节点号以确定对应的FlexRay总线的时隙slot；

将更新的FlexRay节点数据在相应的slot中填入FlexRay协议控制芯片以组成数据包；FlexRay物理层收发电路将FlexRay协议控制芯片输出的数据包以单端信号的形式转换成差分信号的形式，将数据包发送到相应的FlexRay总线的节点设备；

表1数据内容软协议