一种CAN/FlexRay通信协议转换器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种CAN/FlexRay通信协议转换器，基于高性能微处理器，采用模块化设计，包括主控模块、CAN总线网络模块、FlexRay总线网络模块以及串口通信模块。通过主控模块与CAN总线网络模块、FlexRay总线网络模块以及串口通信模块互连，一边将接收到的FlexRay网络数据,经协议转换为CAN网络数据后发送至总线设备，一边可接收CAN协议数据，经协议转换后以FlexRay协议数据发送至总线设备。实现基于微控制器的FlexRay总线与CAN总线的协议转换，具有应用广泛、功耗低、可靠性高、灵活性高等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种CAN/FlexRay通信协议转换器
本技术涉及车载总线网络领域和嵌入式系统领域，具体涉及一种CAN/FlexRay通信协议转换器。
技术介绍
随着车载总线技术的快速发展和电控系统复杂度增加，CAN总线在带宽和可预测性方面的仍有许多不足，影响消息的实时性。同CAN总线相比FlexRay总线除了其带宽高外，还能保证最小的消息传输时延和消息抖动，能够全面降低复杂性，并具备故障容错功能，因此其正逐渐取代CAN总线，用于车载通信和控制。但FlexRay总线的技术仍旧不成熟，并不能满足车载总线对成本、开销、吞吐量、实时性能和复杂性能等方面的要求，很长一段时间内CAN总线与FlexRay总线将共存，因此如何处理两种总线间的信息共享将迫在眉睫。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提供一种CAN/FlexRay通信协议转换器。该通信协议转换器提供CAN总线和FlexRay总线接口，实现CAN总线与FlexRay总线之间的数据传输，一边将接收到的FlexRay网络数据经协议转换为CAN网络数据后发送至CAN总线设备或发送至上位机，另一边将接收CAN协议数据经协议转换后以FlexRay协议数据发送至FlexRay总线设备或发送至上位机。为实现所述通信协议转换功能，本技术采用模块化设计，包括主控模块、CAN总线网络模块、FlexRay总线网络模块以及串口通信模块。CAN总线网络模块、FlexRay总线网络模块以及串口通信模块分别与主控模块连接，并在主控模块的管理与控制下，实现CAN与FlexRay网络之间的通信，且通过串口与上位机通信实现对CAN与FlexRay通信的监控。所述主控模块采用ST公司的STM32F103ZET6芯片，其内核采用基于ARM32位的Cortex-M3中央处理器，其本身具有3个12位模数转换器，多达112个I/O端口，11个定时器，2个CAN接口，并有多达13个通信接口，片上资源丰富，具有实时性强、性价比高、外设丰富等优点。通过片上自带的CAN控制器与CAN收发器相连，通过I/O接口与FlexRay总线网络模块和串口通信模块相连。所述的FlexRay总线网络模块由NXP公司的独立FlexRay控制器MFR4310和Infineon公司的FlexRay收发器TLE9221SX组成，满足FlexRay2.1规范，数据传输速率可从1Mbps到10Mbps，实现与FlexRay总线网络的连接，并与网络中的其它设备进行数据传输。所述的CAN总线网络模块由Infineon公司的CAN收发器TLE7250GVIO组成，直接与主控模块上的CAN接口相连，其数据传输率最高可达1Mbps，接入CAN总线网络，实现与CAN总线的连接。所述串口通信模块采用MAXIM公司的MAX3232通讯芯片，实现与上位机之间的通信，具体将接收的FlexRay和CAN数据发送到上位机，并接收上位机的相关命令。与现有技术相比，本技术具有如下优点：采用模块化设计，一方面方便对程序进行调试、修改，同时也有利于日后进行终端性能维护以及功能扩展升级；另一方面主控模块采用主控模块采用ST公司的STM32F103ZET6芯片，片上资源丰富，使模块之间连接简单方便，在此基础上实现本技术成本低，更容易实现不同网络之间的信息共享；而且，FlexRay总线接口模块采用独立FlexRay控制器及FlexRay收发器结构，相比采用集成FlexRay控制器的方式，灵活性、可扩展性更好。附图说明图1为本技术终端结构框图。图2为本技术主控模块原理框图。图3为本技术FlexRay总线网络模块原理框图。图4为本技术CAN总线网络模块原理框图。图5为本技术串口通信模块模块原理框图。具体实施方式下面结合附图对本技术进行进一步的详细说明。如图1所示，一种CAN/FlexRay通信协议转换器，包括主控模块、CAN总线网络模块、FlexRay总线网络模块以及串口通信模块。主控模块采用STM32F103ZET6芯片，并通过引脚分别与各个功能模块连接。主控模块既可以实现CAN总线网络与FlexRay总线网络之间的交互，也能将CAN总线网络或FlexRay总线网络数据通过串口通信模块发送至上位机。如图2所示，所述的主控模块U1采用STM32F107RCT6芯片，主要包括由C1、C2、C3、C4组成的电源去耦电路，与主控U1的引脚1连接，为电源去除噪声，提高电路的抗干扰能力；发光二极管LED1、LED2以及限流电阻R1、R2组成的数据收发指示电路，其中LED1用于指示发送串口数据，LED2用于指示接收串口数据；R3、S1、C5组成的复位电路,与U1的引脚18连接，提供上电和手动复位；C7、C8、Y1和C9、C10、R4、Y2组成的振荡电路，其中Y1的引脚1与U1的引脚24相连，为微处理器提供时钟。U1的PB0-PB6和PE2-PE6分别与U2的引脚A1-A7和A8-A12连接，U1的引脚PF0-PF12和PG2-PG4分别与U2的引脚A1-A7和A8-A12相连，U1的引脚PG5-PG8分别与U2的引脚BSEL0#、BSEL1#、CE#、OE#相连，U1的引脚PA1、PA2、PA3、PA8、PA13分别与U3的引脚EN、STBN、RXEN、ERRN、WAKE相连；U1的引脚PA12、PA11分别与U4的引脚TXD、RXD相连；U1的引脚PA9、PA10分别与U5的引脚T1IN、R1OUT相连。如图3所示，所述的FlexRay总线网络模块由NXP公司的独立FlexRay控制器U2MFR4310和Infineon公司的FlexRay收发器U3TLE9221SX组成，满足FlexRay2.1规范，数据传输速率可从1Mbps到10Mbps，实现与FlexRay总线网络的连接，并与网络中的其它设备进行数据传输。具体连接方式为U2的引脚A1-A7和A8-A12分别与U1的引脚PB0-PB6和PE2-PE6相连接，引脚D0-D12和引脚D13-D15分别与U1的引脚PF0-PF12和引脚PG2-PG4相连接；引脚BSEL0#、BSEL1#、CE#、OE#分别与U1的引脚PG5-PG8相连接，U3的引脚EN、STBN、RXEN、ERRN、WAKE分别与U1的引脚PA1、PA2、PA3、PA8、PA13电气连接，且U2的引脚TXD_BG2、TXEN2、RXD_BG2分别与U3的引脚TXD、TXEN、RXD相连。FlexRay收发器TLE9221SX的引脚BM、BP与FlexRay总线网络电气连接，实现与FlexRay总线网络的连接。如图4所示，所述的CAN通信模块用于实现主控模块的处理信息与CAN总线信息互通，由Infineon公司的CAN收发器U4TLE7250GVIO组成，直接与主控模块上的CAN接口相连,具体连接方式为U4的引脚TXD与U1的引脚PA12相连，引脚RXD与U1的引脚PA11相连，引脚CANH与引脚CANL通过电阻R5和电容C11接入CAN总线。如图5所示，串口通信模块使主控模块通过串口和上位机通信，接收上位机指令，发送FlexRay数据和CAN数据给上位机。串口通信模块U5的引脚T2OUT、T1OUT连接着串口通讯接口K1的引脚4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CAN/FlexRay通信协议转换器，其特征在于：所述的CAN/FlexRay通信协议转换器包括主控模块、FlexRay总线网络模块、CAN总线网络模块、串口通信模块；其中：主控模块采用STM32F103ZET6芯片；CAN总线网络模块由STM32F103ZET6片上CAN控制器与CAN收发器TLE7250GVIO组成，接入CAN网络，实现与CAN总线的连接；FlexRay总线网络模块由FlexRay控制器MFR4310与FlexRay收发器TLE9221SX组成，实现与FlexRay总线网络的连接，并与网络中的其它设备进行数据传输；串口通信模块主要由MAX3232构成，实现与上位机之间的通信，具体将接收的FlexRay和CAN数据发送到上位机，并接收上位机的相关命令。

【技术特征摘要】
1.一种CAN/FlexRay通信协议转换器，其特征在于：所述的CAN/FlexRay通信协议转换器包括主控模块、FlexRay总线网络模块、CAN总线网络模块、串口通信模块；其中：主控模块采用STM32F103ZET6芯片；CAN总线网络模块由STM32F103ZET6片上CAN控制器与CAN收发器TLE7250GVIO组成，接入CAN网络，实现与CAN总线的连接；FlexRay总线网络模块由FlexRay控制器MFR4310与FlexRay收发器TLE9221SX组成，实现与FlexRay总线...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡黄水，张国，杨兴旺，吕洪武，侯阿临，王昕，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22