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专利号: 2019102882875
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种汽车以太网总线转CAN总线的通信网关,其特征在于,包括汽车以太网收发装置、处理器和CAN总线收发装置;

所述汽车以太网收发装置和CAN总线收发装置均与处理器连接;

所述汽车以太网收发装置通过汽车以太网总线接口电路与连接汽车以太网的设备连接,所述CAN总线收发装置通过CAN总线网接口电路与连接CAN总线网的设备连接。

2.根据权利要求1所述的汽车以太网总线转CAN总线的通信网关,其特征在于,所述处理器的主控芯片为型号XC7Z020CLG400-2I的FPGA芯片。

3.根据权利要求1所述的汽车以太网总线转CAN总线的通信网关,其特征在于,所述汽车以太网总线接口电路包括型号为RTL8211的芯片U1;

所述芯片U1的第1引脚、芯片U1的第2引脚、芯片U1的第4引脚、芯片U1的第5引脚、芯片U1的第7引脚、芯片U1的第8引脚、芯片U1的第10引脚和芯片U1的第11引脚均与16孔接插件JA1连接;

所述芯片U1的第34引脚分别与电阻RA8的一端和电阻RA9的一端连接,所述电阻RA8的另一端与16孔接插件JA1连接,所述芯片RA9的另一端与3V电源连接;

所述芯片U1的第35引脚分别与电阻RA10的一端和电阻RA11的一端连接,所述电阻RA10的另一端与16孔接插件JA1连接,所述电阻RA11的另一端接地;

所述芯片U1的第32引脚与电阻RA12的一端连接,所述电阻RA12的另一端与3V电源连接;

所述芯片U1的第39引脚与电阻RA7的一端连接,所述电阻RA7的另一端分别与芯片U1的第47引脚和引脚P连接,并接地;

所述芯片U1的第14引脚通过电阻RA13与3V电源连接;

所述芯片U1的第16引脚、芯片U1的第17引脚、芯片U1的第18引脚、芯片U1的第13引脚、芯片U1的第19引脚、芯片U1的第23引脚、芯片U1的第24引脚、芯片U1的第27引脚、芯片U1的第22引脚、芯片U1的第31引脚、芯片U1的第30引脚、芯片U1的第20引脚、芯片U1的第38引脚、芯片U1的第42引脚和芯片U1的第43引脚均接地;

所述芯片U1的第29引脚分别与二极管DA1的正极、电阻RA1的一端和电容CA12的一端连接,电阻RA1的另一端和二极管DA1的负极均与3V电源连接,电容CA12的另一端接地;

所述芯片U1的第41引脚分别与芯片U1的第6引脚、电容CA9的一端、电容CA10的一端和保险丝FBA2的一端连接,保险丝FBA2的另一端分别与电容CA11的一端和3V电源连接,电容CA9、电容CA10和电容CA11的另一端均接地;

所述芯片U1的第40引脚分别与芯片U1的第3引脚、芯片U1的第9引脚、芯片U1的第36引脚、芯片U1的第28引脚、电容CA5的一端、电容CA4的一端、电容CA3的一端、电容CA2的一端、电容CA1的一端和保险丝FBA1的一端连接,电容CA5的另一端、电容CA4的另一端、电容CA3的另一端、电容CA2的另一端和电容CA1另一端均接地,保险丝FBA1的另一端分别与1V电源和接地电容CA13连接。

4.根据权利要求1所述的汽车以太网总线转CAN总线的通信网关,其特征在于,所述CAN总线网接口电路包括型号为SN65HVD233DR的芯片U15;

所述芯片U15的第1引脚和芯片U15的第4引脚均与处理器的主控芯片连接;

所述芯片U15的第2引脚接地;

所述芯片U15的第3引脚分别与3.3V电源和接地电容C22连接;

所述芯片U15的第6引脚分别与3孔接插件JP12的第1引脚、2孔接插件JP14的第1引脚连接,所述3孔接插件JP12的第2引脚与芯片U15的第7引脚连接,所述3孔接插件JP12的第3引脚接地,所述2孔接插件JP12的第2引脚通过电阻R53与芯片U15的第7引脚连接;

所述芯片U15的第8引脚分别与8孔接插件的第2引脚、8孔接插件的第4引脚、8孔接插件的第6引脚和8孔接插件的第8引脚连接,所述8孔接插件的第1引脚与3.3V电源连接,所述8孔接插件的第3引脚与接地电阻R36连接,所述8孔接插件的第5引脚与接地电阻R35连接,所述8孔接插件的第7引脚接地;

所述芯片U15的第5引脚与2孔接插件JP11的第1引脚连接;

所述2孔接插件JP11的第2引脚通过电阻R37与3.3V电源连接。

5.一种汽车以太网总线转CAN总线的通信方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、初始化汽车以太网收发装置和CAN总线网收发装置;

S2、通过源设备发送广播帧,并确定目标设备的目标地址;

其中,源设备为与汽车以太网收发装置连接的设备;

目标设备为与CAN总线收发装置连接的设备;

S3、通过源设备发送带有目的地址的以太网数据帧,并传输至处理器;

S4、通过处理器将该以太网数据帧转换成对应的CAN总线网数据帧,并将其传输到对应的目标设备上,实现汽车以太网总线与CAN总线之间的通信。

6.根据权利要求5所述的汽车以太网总线转CAN总线的通信方法,其特征在于,所述步骤S1具体为:使汽车以太网收发装置和CAN总线收发装置的TPDO参数和RPDO参数,完成汽车以太网收发装置和CAN总线收发装置的初始化。

7.根据权利要求5所述的汽车以太网总线转CAN总线的通信方法,其特征在于,所述步骤S2具体为:S21、通过汽车以太网收发装置接收源设备发出的广播帧,并将广播帧携带的源设备接口号和设备ID保存在处理器的路由表中;

S22、通过处理器获取该广播帧中的数据,并将其封装为TPOD数据帧传输至与CAN总线收发装置连接的所有设备中;

S23、通过目标设备生成与该TPOD数据帧对应的RPOD数据帧并传输至处理器;

其中,目标设备为与TPOP数据帧相匹配的设备;

S24、通过处理器分析接收到RPOD数据帧中的数据,得到其传输时所需的目标设备的接口号和设备ID,并将其分装成以太网数据帧;

S25、根据路由表中保存的源设备的接口号和设备ID信息,将带有目标设备的接口号和设备ID的以太网数据帧传输至源设备,使源设备获取目标设备的目的地址;

其中,目标设备的目的地址包括目标设备的接口号和设备ID。

8.根据权利要求5所述的汽车以太网总线转CAN总线的通信方法,其特征在于,所述步骤S3中的以太网数据帧中的信息依次为目的地址、源地址、类型、SID、DA、SA、Data和CRC;

所述步骤S4中的CAN总线网数据帧包括11个字节;其中,前3个字节为帧头信息,后8个字节为数据信息。

9.根据权利要求8所述的汽车以太网总线转CAN总线的通信方法,其特征在于,所述步骤S4具体为:通过处理器对存放在其存储单元中的以太网数据帧进行解析,解析出其中的数据部分,并将CAN总线网数据帧的帧头信息在加该数据部分中,封装成CAN总线网数据帧传输到目标设备中,实现汽车以太网总线与CAN总线之间的通信。