汽車電子CAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題全析(2)

　　應(yīng)該從哪幾個(gè)方面來構(gòu)造協(xié)議？

　　CAN協(xié)議的基本要素是ID、周期和信號(hào)與消息的映射關(guān)系。因此構(gòu)造協(xié)議的主要任務(wù)是ID分配、定義消息周期、確定信號(hào)與消息的映射關(guān)系。這三個(gè)方面的設(shè)計(jì)都同等重要，設(shè)計(jì)要考慮的主要因素有數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求（即所謂的時(shí)序）、數(shù)據(jù)的相對(duì)重要程度、與數(shù)據(jù)相關(guān)的應(yīng)用控制算法對(duì)數(shù)據(jù)的時(shí)間要求。

　　董因平博士指出，協(xié)議設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上是非常復(fù)雜的工作，對(duì)于國內(nèi)來說，由于我們?nèi)狈ο鄳?yīng)的經(jīng)驗(yàn)，國外又對(duì)我們進(jìn)行技術(shù)？？，因此到目前為止這還是阻礙中國技術(shù)發(fā)展的主要障礙。

　　國際上也存在一些現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)，如CANopen、SAE J1939.SAE J1939這是一個(gè)有汽車工程師協(xié)議牽頭制定的應(yīng)用與卡車電控網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議。不過它主要是應(yīng)用與卡車的電控系統(tǒng)，不能直接照搬到轎車控制系統(tǒng)中。但是隨著汽車電子的發(fā)展，汽車電子設(shè)計(jì)分工也越來越細(xì)，這部分工作也有廠商提供工具實(shí)現(xiàn)協(xié)議的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。比如Mentor Graphics公司的VNA就是一款自動(dòng)化的協(xié)議設(shè)計(jì)軟件。

　　實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議的程序代碼結(jié)構(gòu)是什么樣的？

　　董因平博士說：首先CAN通信功能包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。物理層、數(shù)據(jù)鏈路層已經(jīng)由硬件實(shí)現(xiàn)，目前都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，有現(xiàn)成的部件（CAN控制器和收發(fā)器）選擇。因此在單片機(jī)上加上CAN控制器、收發(fā)器，軟件實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序就基本實(shí)現(xiàn)了CAN的通訊功能。但是這對(duì)于汽車電子上的應(yīng)用還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因?yàn)閿?shù)據(jù)鏈路層有很多功能沒有定義如具有邏輯關(guān)系的消息之間的功能實(shí)現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)管理等等。

　　因此通信協(xié)議的程序代碼的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是底層驅(qū)動(dòng)+應(yīng)用代碼（通信功能的應(yīng)用代碼）。如果考慮目前汽車電子嵌入式軟件的技術(shù)發(fā)展，未來的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是底層驅(qū)動(dòng)+應(yīng)用代碼+抽象層。汽車電子軟件開放式體系標(biāo)準(zhǔn)AUTOSAR也基本是這樣的思路。目前也有很多軟件廠商提供現(xiàn)成的解決方案，ECU軟件開發(fā)只需要在該解決方案提供的基于數(shù)據(jù)讀寫的接口之上實(shí)現(xiàn)控制算法。這樣做的好處在于軟件設(shè)計(jì)人員可以把專長(zhǎng)用于集中設(shè)計(jì)控制算法、保證其可靠性。這樣的產(chǎn)品如Mentor Graphics的嵌入式軟件（VTP + 網(wǎng)絡(luò)管理 + 診斷……）就是這樣的應(yīng)用例子。