can總線的淺析canopen協(xié)議-全文預(yù)覽
【正文】 我們這里的SDO線程只是借鑒了操作系統(tǒng)多線程機(jī)制的一套SDO服務(wù)處理方法，每個SDO線程表示的是與網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)建立的一個SDO鏈接，相當(dāng)于在兩個節(jié)點(diǎn)間建立一個SDO通訊路徑，其中每個節(jié)點(diǎn)都擁有一個對這個路徑的描述，在該節(jié)點(diǎn)看來好像建立了一個線程來負(fù)責(zé)這個路徑（但決不會真的創(chuàng)建一個系統(tǒng)線程），在通訊過程中雙方通過這個路徑來交流，SDO通訊結(jié)束則釋放該線程，每個節(jié)點(diǎn)可以同時與多個節(jié)點(diǎn)建立多個這樣的路徑和互不影響，就如同操作系統(tǒng)的線程機(jī)制一樣的效果。如果在這個過程中，SDO server 和SDO client所在節(jié)點(diǎn)有收到其他節(jié)點(diǎn)的SDO請求或需要通過SDO請求其它節(jié)點(diǎn)，則新建SDO線程來實現(xiàn)，跟上面的步驟一樣，這樣就可以實現(xiàn)多個SDO server和SDO client服務(wù)都得到實現(xiàn)而互不干擾，相當(dāng)于雙向多線鐵路，可比單線爽多了。參數(shù)表內(nèi)容包括能夠描述一個SDO訪問過程的所有參數(shù)，這里不詳述。注意，這里的線程可不是操作系統(tǒng)提供的多線程技術(shù)，況且為保證協(xié)議棧良好的移植性，在CANopen協(xié)議棧核心代碼里中也不好去調(diào)與操作系統(tǒng)相關(guān)的庫函數(shù)。SDO既然稱之為服務(wù)，那就要有服務(wù)的提供者和使用者，提供者就是SDO server，使用者就是SDO client，在CANopen網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點(diǎn)都要有一個SDO server，因為每個節(jié)點(diǎn)的對象字典大部分對象都是通過SDO來訪問的，對象字典的被訪問，提供所請求的服務(wù)當(dāng)然要有個SDO server。在CANopen網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用SYNC要注意以下幾點(diǎn)：1. SYNC并不是主節(jié)點(diǎn)必須的功能，不一定要和NMT放在同一節(jié)點(diǎn)上，實際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中可以在網(wǎng)絡(luò)中找一個任務(wù)較少、實時性好的節(jié)點(diǎn)來作為SYNC生產(chǎn)者，SYNC消費(fèi)者可以有多個，但是生產(chǎn)者同時只能有一個存在。最近在學(xué)習(xí)CANopen協(xié)議，遇到一些小知識點(diǎn)，查閱后作為補(bǔ)充，記錄在此，方便以后查詢，算是讀書筆記吧。在很多領(lǐng)域，如研制電動汽車和混合動力汽車的863重大課題，已經(jīng)將CAN作為標(biāo)準(zhǔn)的車內(nèi)通信協(xié)議確定下來。時間標(biāo)記對象將為應(yīng)用設(shè)備提供公共的時間幀參考。 NMT主節(jié)點(diǎn)將周期性地發(fā)送節(jié)點(diǎn)警戒對象。未來，CANopen將允許快速傳輸SDO，不必對傳送的每個段都進(jìn)行確認(rèn)，只要在整個對象傳送完畢后進(jìn)行確認(rèn)即可。 進(jìn)程數(shù)據(jù)對象(PDO) 第一類通信對象為進(jìn)程數(shù)據(jù)對象。理解對象字典的概念是理解CANopen模型的關(guān)鍵。這一部分直接面向CAN控制器進(jìn)行操作。良好的分層和面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想將帶給用戶一個清晰的通信模型。另外，CANopen協(xié)議是免許可證的，任何組織和個人都可以開發(fā)支持CANopen協(xié)議的設(shè)備而不用支付版稅，這也是CANopen得到迅猛發(fā)展的重要原因之一。 CANopen是一個基于CAL的子協(xié)議，采用面向?qū)ο蟮乃枷朐O(shè)計，具有很好的模塊化特性和很高的適應(yīng)性，通過擴(kuò)展可以適用于大量的應(yīng)用領(lǐng)域。這些協(xié)議和規(guī)范對CAN的推廣起了很大的作用，但總體來說，協(xié)議的模塊化特性都不太好，一般只能應(yīng)用于特定的領(lǐng)域。用戶在應(yīng)用CAN協(xié)議時，必須自行定義高層協(xié)議。開發(fā)CAN也需要相應(yīng)的驅(qū)動程序。經(jīng)過20多年的發(fā)展，CAN已經(jīng)獲得了國際上各大半導(dǎo)體制造商的大力支持，據(jù)CAN最主要的推廣組織CIA(自動化CAN)統(tǒng)計，目前已經(jīng)有20余種CAN控制器和收發(fā)器可供選擇，片內(nèi)集成CAN控制器的單片機(jī)更多達(dá)100余種。 選擇CAN總線實現(xiàn) 通信的原因 選擇CAN總線作為最佳候選者，主要是基于以下幾方面原因： CAN串行總線具有高性能 CAN的傳輸距離可以達(dá)到10公里；通信速率最高可達(dá)1Mbps；具有完善的錯誤檢測機(jī)制；采用“多重訪問沖突仲裁”機(jī)制的幀傳輸方式，可保證不丟失信息；每一幀中最多可以傳輸8個字節(jié)數(shù)據(jù)，可提供很高的實時性等等。解決這一問題有多種方案，如RS232/485串行總線、CAN、ProfitBus、FF、WorldFIP、LonWorks等各類型的現(xiàn)場總線，還有嵌入式以太網(wǎng)等。CAN總線的淺析CANopen協(xié)議摘 關(guān)鍵詞： CANbus協(xié)議；CANopen協(xié)議；嵌入式軟件中間件 在設(shè)計嵌入式系統(tǒng)，尤其是分布式嵌入式系統(tǒng)時，解決好系統(tǒng)各單元間可靠、有效的通信是系統(tǒng)設(shè)計成敗的關(guān)鍵，對實時性和安全可靠性要求高的網(wǎng)絡(luò)而言就更是如此。盡管還需要實踐的證明，但筆者經(jīng)過多年的觀察和實踐，感覺到CAN總線是其中最有希望成功的。從硬件芯片上來說，智能節(jié)點(diǎn)要收發(fā)信息需要一個CAN控制器和一個CAN收發(fā)器。 CAN的開發(fā)平臺也比較簡單，用戶如果選擇普通單片機(jī)加上CAN控制器進(jìn)行開發(fā)，則CAN的開發(fā)平臺和普通單片機(jī)的開發(fā)平臺完全相同；如果選擇帶有片內(nèi)CAN控制器的單片機(jī)進(jìn)行開發(fā)，則只要換用支持該單片機(jī)的仿真器就可以了，其他開發(fā)設(shè)備完全相同。 CANopen設(shè)備模型通過采用高層協(xié)議將CAN的應(yīng)用推向深化 和其他的現(xiàn)場總線相比，CAN只定義了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的規(guī)范（遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)），這種設(shè)計和CAN規(guī)范定義時的歷史條件有關(guān)，也可以使CAN能夠更廣泛地適應(yīng)不同的應(yīng)用條件，但必然給用戶應(yīng)用帶來一些不便。其中，比較著名的有美國汽車工程師協(xié)會(SAE)制定的車內(nèi)通信規(guī)范J1939等。從1993 年起，由Bosch公司領(lǐng)導(dǎo)的一個歐洲機(jī)構(gòu)研究出一個協(xié)議原型，由此發(fā)展成為CANopen規(guī)范。 CANopen 不僅定義了應(yīng)用層和通信子協(xié)議，而且為可編程系統(tǒng)、不同器件、接口、應(yīng)用子協(xié)議定義了大量的行規(guī)，遵循這些行規(guī)開發(fā)出的CANopen設(shè)備將能夠?qū)崿F(xiàn)不同公司產(chǎn)品間的互操作。在CANopen的應(yīng)用層，設(shè)備間通過相互交換通信對象進(jìn)行通信。不同CANopen設(shè)備間的通信都是通過交換通信對象完成的。對象字典位于通信程序和應(yīng)用程序之間，向應(yīng)用程序提供接口，應(yīng)用程序?qū)ο笞值溥M(jìn)行操作就可以實現(xiàn)CANopen通信。 CANopen網(wǎng)絡(luò)的通信和管理都是通過不同的通信對象來完成的，為了能夠?qū)崿F(xiàn)通信，網(wǎng)絡(luò)管理，緊急情況處理等功能，CANopen規(guī)范定義了四類標(biāo)準(zhǔn)的通信對象： PDO可以通過多種模式傳送，內(nèi)部事件，外部時鐘，遠(yuǎn)程幀請求以及從特定節(jié)點(diǎn)接收到同步報文都可以啟動PDO發(fā)送。接收者將確認(rèn)收到的每個段信息，發(fā)送和接收者間將建立點(diǎn)對點(diǎn)的通信，稱之為客戶機(jī)/服務(wù)器模式。節(jié)點(diǎn)警戒對象是由NMT主節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)程請求發(fā)送的帶有1字節(jié)數(shù)據(jù)的CAN幀，一個字節(jié)的數(shù)據(jù)中包含1個觸發(fā)位以及7個用于表示
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