一种CAN总线数据传输提速装置和方法与流程

本发明涉及总线，具体涉及一种can总线数据传输提速装置和方法。

背景技术：

1、随着can总线技术的发展，其应用领域从最初的汽车工业逐渐扩展到机械、制造、航空等领域。can总线主要优点有：采用独特的非破坏性总线仲裁技术，优先级高的节点有限传送数据，能满足实时性要求；can总线多为主站总线，各节点均可在任意时刻主动向网络上的其他节点发送信息，不分主从，通信灵活；数据出错率低，单一节点严重错误可自动脱落总线，其他节点不受影响；can总线只需两根导线，系统扩展容易、改型灵活；传输速度快，最大可达1mb/s。正是由于can总线较传统串口总线的优越性，使其成为应用最广泛的一种现场总线。

2、can总线的通信速率受到总线长度和节点数量的制约。can总线的通信速率与最大总线长度呈负相关，通信波特率1mb/s时，最大总线长度只有25m，通讯波特率50kb/s时，最大总线长度能到1km。一般来说，大部分can总线连接的数量在10个到100个之间，如果总线连接节点过多，那么每个节点在总线上发送数据和接收数据的时间会变长，can总线的通信速度就会变慢，总线信号衰减会更加明显，且总线抗干扰能力也会下降，从而导致总线传输错误的增加。因此需要结合can总线优势，提高can总线传输速率。

3、基于这一技术背景，本发明研究了一种can总线数据传输提速装置和方法。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种can总线数据传输提速装置和方法，该装置通过设置交换单元、多个接口转换单元，突破传统can总线长度、设备节点数对数据传输速率制约的瓶颈，实现了同等can总线总长度、节点数量条件下，can总线数据传输速率的提升。

2、为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种can总线数据传输提速装置，包括：

3、主设备，用于发送问询指令、获取反馈数据和计算问询时隙；

4、交换单元，一端与所述主设备电连接；

5、多个接口转换单元，每个接口转换单元的一端与所述交换单元的另一端通过光纤连接；

6、多个子设备，分为多个组，每组中的所有子设备的通信端口均与一个接口转换单元的另一端电连接。

7、本发明的第二方面提供一种在上述的装置中进行的can总线数据传输提速方法，包括：

8、获取分支can连线上挂载的子设备数量和每个子设备的最高有效数据反馈频率；

9、基于子设备数量和最高有效数据反馈频率计算分支can连线上最小问询时隙；

10、基于最小问询时隙，平均分配各个子设备问询时隙。

11、本发明的有益效果包括：

12、(1)本发明提出的can总线数据传输提速装置，通过设置交换单元、多个接口转换单元，突破传统can总线长度、设备节点数对数据传输速率制约的瓶颈，实现了同等can总线总长度、节点数量条件下，can总线数据传输速率的提升。

13、(2)本发明提出的can总线数据传输提速装置，可以提高总线节点挂载能力和总线传输速率，总的节点挂载能力是单一can总线的n倍，总的数据传输速率为单一can总线传输速率的n倍，其中，n为拆分can总线分支数目。

14、(3)本发明提出的can总线数据传输提速装置，可提高can总线总的敷设长度，在不交叉覆盖情况下，总的总线长度为n倍单一can总线的长度加上嵌入的光纤通道长度，可超过单一can总线的n倍，其中，n为拆分can总线分支数目。

15、本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种can总线数据传输提速装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主设备与交换单元之间的电连接线为主can连线；

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述主can连线、分支can连线均采用短线路；

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述主can连线的短线路通过布局所述主设备与交换单元位置得到；

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述发送问询指令包括：

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述获取反馈数据包括：

7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述计算问询时隙包括：

8.一种权利要求1-7中任意一项所述的装置中进行的方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，各个子设备的最高有效数据反馈频率相同。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述最小问询时隙不大于子设备数量与最高有效数据反馈频率乘机的倒数，且不小于单个子设备响应单条问询指令所需的时间。

技术总结
本发明涉及总线技术领域，具体公开一种CAN总线数据传输提速装置和方法，该装置包括：主设备，用于发送问询指令、获取反馈数据和计算问询时隙；交换单元，一端与所述主设备电连接；多个接口转换单元，每个接口转换单元的一端与所述交换单元的另一端电连接；多个子设备，分为多个组，每组中的所有子设备的通信端口均与一个接口转换单元的另一端电连接。本发明提出的CAN总线数据传输提速装置，通过设置交换单元、多个接口转换单元，突破传统CAN总线长度、设备节点数对数据传输速率制约的瓶颈，实现了同等CAN总线总长度、节点数量条件下，CAN总线数据传输速率的提升。

技术研发人员：王欣,兰根龙,俱子研,栾金谕,黄泳诚
受保护的技术使用者：中国航天空气动力技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17