【摘要】： 隨著現(xiàn)代工業(yè)自動化程度的提高,安全自動化開始由強調(diào)設(shè)備安全性向著強調(diào)現(xiàn)場總線傳輸?shù)陌踩约翱煽啃缘姆较虬l(fā)展,而傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線在某些有實時性和可靠性要求的應(yīng)用中,在使用上遇到不少的限制。 安全現(xiàn)場總線的概念要求報文發(fā)送的實時性,任何任務(wù)都要在截止時間內(nèi)完成。而CAN總線作為典型的事件觸發(fā)通信方式,當網(wǎng)絡(luò)上多個節(jié)點向總線發(fā)送數(shù)據(jù)時,由于采用非破壞性的總線仲裁機制,高優(yōu)先級的節(jié)點將贏得總線,而低優(yōu)先級的或許永遠都處于延后狀態(tài)中。而且其無法防御Babbling Idiot問題,所以不適合用于安全現(xiàn)場總線中。 TTCAN協(xié)議基于傳統(tǒng)CAN協(xié)議,通過時間觸發(fā)機制傳輸報文,保證了總線傳輸實時性。但由于其不允許報文錯誤自動重發(fā),導(dǎo)致TTCAN協(xié)議的可靠性降低,需要利用總線冗余的策略來提高系統(tǒng)可靠性,使其滿足安全性要求。 本文首先分析了CAN實時性與可靠性的不足;其次分析了TTCAN協(xié)議的基本實現(xiàn)方法及其不足;探討了TTCAN冗余系統(tǒng)的組建方法;并在此基礎(chǔ)上設(shè)計出一套可用于工業(yè)系統(tǒng)中基于TTCAN協(xié)議的高安全性總線系統(tǒng)。 本課題利用AT89S51單片機及CC790A總線控制器設(shè)計基于TTCAN冗余雙通道的總線系統(tǒng)。系統(tǒng)具有冗余的雙通道傳輸總線,實現(xiàn)TTCAN協(xié)議級別1和級別2的全部功能,并且設(shè)計總線保護器以防止BabblingIdiot問題。在軟件設(shè)計上,利用總線控制器特有觸發(fā)信號來控制雙總線的同步;總線保護器使得節(jié)點只在發(fā)送時間窗口將數(shù)據(jù)傳入總線并使節(jié)點具有故障沉默特性;此外配合冗余的數(shù)據(jù)驗證策略,減少節(jié)點實際錯誤數(shù)量,使得總線可靠性得到大幅提升。比起CAN總線,實時性、可靠性皆有大幅度的提升,可用于需要高安全性的系統(tǒng)中。
【圖文】：

圖 2-2 最壞情況下的位填充Figure.2-2 Worst-case Bit Stuffing CAN 總線上有 3 個節(jié)點分別需要傳輸一條周期報文，具為了體現(xiàn)在最壞情況下的報文傳輸情況，，我選擇了 125K情況下的位填充，每條報文的最大可能長度為 125 位，所文 1ms。表 2-1 CAN 報文的具體時間信息數(shù)據(jù)長度 優(yōu)先級 傳輸周期 有效時限 7 字節(jié) 1 2.5ms 2.5ms 7 字節(jié) 2 3.5ms 3.25ms 7 字節(jié) 3 3.5ms 3.25ms

長度為兩條參考報文之間的時間之差，如圖 3-2 所示。一個基本循環(huán)內(nèi)，包間窗口可以大小不同，離線確定，它提供傳輸不同報文所需要的時間。在，不是所有的基本循環(huán)都必須是相同的。通過循環(huán)計數(shù)可以區(qū)分不同的基個計數(shù)器每經(jīng)過一個基本循環(huán)就加 1，直到最大值后清 0 以重新計數(shù)。
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TP302.8

【引證文獻】

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 黎軍華;TTCAN總線技術(shù)在汽車通信系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];東華理工大學;2012年

本文編號：2649564