can總線的淺析canopen協(xié)議-文庫吧在線文庫
【正文】 置和獲得節(jié)點的配置參數(shù)。 在CAN應用蓬勃發(fā)展的時候，我們也應當清醒地看到，盡管CAN協(xié)議在歐美已經發(fā)展了20年，應用層協(xié)議的發(fā)展也差不多有10年時間，還不能在應用層的水平上進一步深入，這不能不說是很遺憾的事情。同步對象由同步制造者向網絡進行周期性廣播，該對象將提供基本的網絡時鐘。網絡管理對象(NMT) 第三類通信對象是網絡管理對象，包括節(jié)點警戒對象以及NMT對象。每個PDO有一個獨立的標識符并且可能只被一個節(jié)點發(fā)送，但它可以被多于一個節(jié)點接收，這種模式被稱之為生產者/消費者通信模式。是一個CANopen設備的核心部分。 采用CANopen協(xié)議 實現(xiàn)通信 CANopen協(xié)議中包含了標準的應用層規(guī)范和通信規(guī)范，其通信模型如圖1所示。CAL 可以被看作一個應用CAN 方案的必要理論步驟，但在這一領域它不會被推廣。 圖1 CANopen協(xié)議通信模型圖2 CAN在硬件成本上很具優(yōu)勢 除了性能外，和其它現(xiàn)場總線相比，CAN總線在硬件成本上也有很大優(yōu)勢。文章最后部分介紹了國際上一些較先進的CAN產品和開發(fā)方法。其中，盡管RS485串行總線協(xié)議的性能不高，但由于其在硬件成本以及開發(fā)簡便性上的巨大優(yōu)勢，目前仍然是國內廣泛的總線應用。CAN在開發(fā)成本上的優(yōu)勢也很明顯 目前，從廣泛應用的8位/16位單片機，到DSP和32位的PowerPC、ARM等嵌入式處理器，均在芯片內部含有CAN總線硬件接口單元。 如何將CAN協(xié)議的應用推向更深的層次，同時滿足產品的兼容和互操作性？國際上通行的辦法是發(fā)展基于CAN的高層應用協(xié)議，只用在應用層上，不同公司的產品才可能實現(xiàn)互操作，好的應用層協(xié)議更可以為用戶帶來系統(tǒng)性能的飛躍。在CANopen規(guī)范基本完成之后，Bosch將其移交給CIA組織，由其進行維護與發(fā)展。 CANopen設備模型 一個CANopen設備模塊可以被分為3部分，如圖2所示。 應用程序由用戶編寫，包括功能部分和通信部分。服務數(shù)據(jù)對象(SDO) 第二類通信對象為服務數(shù)據(jù)對象，該對象可以傳輸大于8個字節(jié)的配置信息。發(fā)送周期(警戒時間)的長度在對象字典中規(guī)定并且可以通過SDO進行配置。 要理解CANopen規(guī)范，核心是要理解CANopen的設備模型和各類型的通信對象。一、CANopen協(xié)議中SYNC功能和使用 SYNC是CANopen管理各節(jié)點同步數(shù)據(jù)收發(fā)的一種方法，相當于網絡節(jié)拍，基于同步的PDO按照這個網絡節(jié)拍來執(zhí)行實時數(shù)據(jù)的收發(fā)。SDO請求和應答報文都是8個字節(jié)的數(shù)據(jù)，其中包括對象字典的索引、子索引、SDO命令和數(shù)據(jù)。一次SDO訪問是這樣完成的。我們知道每建立一個線程都會生成一個描述線程屬性的參數(shù)表和一些私有數(shù)據(jù)，類似的，SDO線程的建立也會初始化一個對應的參數(shù)和數(shù)據(jù)結構體——SDO線程參數(shù)表，以之來描述這個SDO鏈接的屬性并提供私有通訊數(shù)據(jù)的存儲。因為OD的內容比較雜，讀寫屬性上，有只讀數(shù)據(jù)、只寫數(shù)據(jù)、可讀寫數(shù)據(jù)；保存要求上有非易失和掉電丟失兩種類型；數(shù)據(jù)類型上有字符型、整型、長整型等等；存儲格式上有8位、16位、32位等。自節(jié)點出廠就無需更改，例如，節(jié)點硬件序列號、軟硬件版本等。實際上確實該如此安排，但是所有問題的解決了？NO，NO，NO！OD中的數(shù)據(jù)對象是怎么安排進存儲器的？系統(tǒng)啟動怎么初始化？怎么去訪問？下面提供一種方案：出廠設置隨程序一起寫入FLASH，然后系統(tǒng)重器開始運行，在軟件初始化過程中，程序將出廠默認的整個OD對象從FLASH 載入到RAM中去，不論是OD的那種分類的數(shù)據(jù)；之后如果判斷是第一次運行，將用RAM中屬于的統(tǒng)配置參數(shù)的那一類數(shù)據(jù)去初始化EEPROM，否則用EEPROM中的系統(tǒng)配置參數(shù)去重新覆蓋對應的RAM映像。屬于主從式服務，類似于NMT的方式，占用2021(for master)和2020(for slave)兩個標識符。不是很困難吧。在應用新參數(shù)后，節(jié)點在第二個’switch_delay’毫秒定時到之前不發(fā)送任何報文。其優(yōu)先級只比心跳(Heartbeat)高。2. SYNC是不帶數(shù)據(jù)的，以使報文盡可能短，目的是為了加快其傳輸，減少網絡占用。CANopen協(xié)議中SYNC功能和使用SYNC是CANopen管理各節(jié)點同步數(shù)據(jù)收發(fā)的一種方法，相當于網絡節(jié)拍，基于同步的PDO按照這個網絡節(jié)拍來執(zhí)行實時數(shù)據(jù)的收發(fā)。在第一次經過switch_delay指定的時間長度后，每個節(jié)點必須在第二個switch_delay期間完成到新波特率的切換。將整個網絡波特率切換為新設置。一般要求LSS Master節(jié)點要預先知道網絡上的各節(jié)點的LSS地址。明顯的優(yōu)點也意味著明顯的缺點，就是占用較多RAM空間，只讀數(shù)據(jù)和非易失性數(shù)據(jù)都要映射到RAM中，浪費了一部分RAM，這將使得本來就緊張的RAM資源更加緊張，好在一般節(jié)點上的OD內容一般不多，而且現(xiàn)在RAM非常便宜。3． 系統(tǒng)配置參數(shù)。2． 可讀寫而又掉電保存的數(shù)據(jù)不能放在RAM里。首先SDO發(fā)起節(jié)點(SDO client)收集足夠的信息，建立一個SDO線程，說白了就是初始化SDO線程參數(shù)表，將收集的信息以特定格式放入?yún)?shù)表，形成一幀SDO請求，發(fā)送出去。該方法已在單片機下實現(xiàn)，效果還不錯。我們這里的SDO線程只是借鑒了操作系統(tǒng)多線程機制的一套SDO服務處理方法，每個SDO線程表示的是與網絡上其他節(jié)點建立的一個SDO鏈接，相當于在兩個節(jié)點間建立一個SDO通訊路徑，其中每個節(jié)點都擁有一個對這個路徑的描述，在該節(jié)點看來好像建立了一個線程來負責這個路徑（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通訊結束則釋放該線程，每個節(jié)點可以同時與多個節(jié)點建立多個這樣的路徑和互不影響，就如同操作系統(tǒng)的線程機制一樣的效果。2. SYNC是不帶數(shù)據(jù)的，以使報文盡可能短，目的是為了加快其傳輸，減少網絡占用。電力，航天等部門也在CAN方面取得了不小的應用成績。特殊功能對象 CANopen還為同步，緊急狀態(tài)表示以及時間標記傳送定義了三個特定的對象。 PDO被映射到單一的CAN幀中，使用所有的8個字節(jié)的數(shù)據(jù)域來傳輸應用對象。 對象字典描述了設備使用的所有的數(shù)據(jù)類型，通信對象和應用對象。CANopen目前已在汽車工業(yè)控制系統(tǒng)，公共交通運輸系統(tǒng)，醫(yī)療設備，海運電子設備
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