[发明专利]一种基于动态管理的低功耗CAN总线通信网络及其控制方法

说明书

本发明涉及一种基于动态管理的低功耗CAN总线通信网络，包含主控CAN节点、CAN总线线路、控制信号译码模块、若干受控CAN节点；主控CAN节点在对通信任务需求进行分析的基础上，根据控制信号译码策略对各受控CAN节点的工作模式进行动态管理，使各受控CAN节点仅在有通信任务时处于高速工作模式，否则处于低功耗模式，降低总线网络整体功耗。本发明应用在现场通信总线领域，通过对CAN节点设计基于任务需求分析的、一对多/点对点的主从工作模式动态控制策略，来实现对总线整体功耗的有效降低，提高总线应用环境的低功耗性能。

技术领域

本发明涉及CAN总线通信网络，属于网络通信、现场总线领域。具体涉及一种基于动态管理的低功耗CAN总线通信网络及其控制方法。

背景技术

CAN总线通信网络是控制器局域网络的简称，是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的，并最终成为国际标准(ISO 11898)，是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN总线通信网络由于其高性能和可靠性已被广泛应用于工业自动化、船舶、航空、医疗设备、工业设备等方面。CAN控制器工作于多种方式，网络中各节点都可根据总线访问优先权采用无损结构的逐位仲裁方式竞争向总线发送数据，CAN总线通信网络中的各分布式节点同时处于待命的高速工作模式，虽然增加了总线网络的可靠性，但在节点数量巨大的情况下，总线网络整体功耗较大，不利于控制总线所处产品或系统的整体功耗。

目前，随着用电系统复杂度增高，用电体量不断增大，更多的CAN总线应用环境、系统或设备开始对低功耗性能提出要求，需要一种更节能的CAN总线通信网络架构和节点控制策略来满足低功耗需求，降低系统和设备的功耗。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述技术问题，提供一种基于动态管理的低功耗CAN总线通信网络及其控制方法，来实现对CAN总线功耗的有效管理和降低。

本发明技术方案：

一种基于动态管理的低功耗CAN总线通信网络，应用于分布式CAN总线通信网络环境，所述CAN总线通信网络包含主控CAN节点、CAN总线线路、控制信号译码模块、若干受控CAN节点；

其特征在于，主控CAN节点在对通信任务需求进行分析的基础上，根据控制信号译码策略对各受控CAN节点的工作模式进行动态管理，使各受控CAN节点仅在有通信任务时处于高速工作模式，否则处于低功耗模式，降低总线网络整体功耗；

CAN总线线路用于在主控CAN节点与受控CAN节点间传输通信数据；

控制信号译码模块，用于接收主控CAN节点控制信号隔离模块发来的若干译码使能隔离信号和4位节点控制隔离信号，将若干译码使能隔离信号和4位节点控制隔离信号转换为若干工作模式切换译码控制指令并分别发送至各受控CAN节点，以实现对需控制的受控CAN节点的控制。

其特征在于，主控CAN节点包括主控处理器模块、控制信号隔离模块、主控CAN协议模块；主控处理器模块基于通信任务需求对控制信号隔离模块发出若干译码使能信号、4位节点控制信号，控制信号隔离模块负责将主控处理器模块发来的若干译码使能信号和4位节点控制信号分别隔离转换为若干译码使能隔离信号和4位节点控制隔离信号并发送至后级控制信号译码模块；主控CAN协议模块负责为主控处理器模块接收和发送总线数据。

其特征在于，每个受控CAN节点均包括受控CAN协议模块和受控处理器模块，受控CAN协议模块负责为受控处理器模块接收和发送通信数据，每个受控CAN节点的工作模式受主控CAN节点控制，当受控CAN节点具有通信任务需求时，主控CAN节点控制该受控CAN节点进入工作模式，当其不具备通信任务需求时，主控CAN节点控制该受控CAN节点进入低功耗模式；受控处理器模块从受控CAN协议模块获取通信数据，与主控CAN节点进行信息交互。