MVB和CAN转换的通讯软件设计,本文是有关软件设计毕业论文格式模板范文与通讯软件设计和转换和软件设计相关论文范文资料.
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【摘 要】 设计了MVB 与CAN 进行转换的通讯软件,可将MVB 通讯地址、端口配置及端口数据依据接口转换协议而转换为CAN帧格式,实现与列车控制单元进行MVB 数据交互,与CPU 板内部进行CAN 通讯.
【关键字】 MVB 总线 CAN 总线 协议转换
一、概述
MVB 即多功能车辆总线,是一种主要用于对有互操作性和互换性要求的互连设备之间的串行数据通信总线,是列车通信网TCN 的一部分,在轨道交通行业有广泛应用.CAN即控制器局域网络,与一般的通信总线相比,CAN 总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性.由于其良好的性能及独特的设计,CAN 总线越来越受到人们的重视.
二、通讯协议
2.1 MVB 通讯数据
根据与CCU 控制单元与子系统的MVB 通讯接口规范的要求,子系统设备为1.x 类从设备.最多支持256 个过程数据交换端口,最少支持16 个端口.MVB 通讯数据包含过程数据及消息数据,根据该子系统的类型及特征,在通讯规范中仅要求支持过程数据的传输.
2.1.1 过程数据特点及报文格式
根据IEC61375-1-2007 标准的规定,过程数据主要具有以下特点：
1、过程数据是由发行者设备至多个用户设备的广播数据,并由它们的逻辑地址来标识,这种类型的传送称为源寻址广播.2、每个过程数据有对应的发行者设备中的源端口及每个用户设备中的宿端口,总线主呼叫逻辑地址请求源端口发送给定的数据,符合该逻辑地址的用户设备将所接收的数据插进它们的缓冲区,用所收到的新值覆盖先前的值.3、过程数据是周期性传送的周期性数据,过程变量服务中,过程变量是以数据集的形式传送.
主设备通过发送过程数据请求来请求发送过程数据,此过程数据请求是一个含有数值为0~4 的F_code 的主帧.由过程数据请求中的标识作为过程数据源的从设备应以过程数据响应来响应.
2.1.2 MVB 端口配置及数据组配置信息
MVB 端口配置信息包括：MVB 端口宿/ 源、MVB 端口大小（2/4/8/16/32 字节）、MVB 端口地址.端口数据通过CAN 传输的需求包括：数据传输间隔（最小64 毫秒）、数据传输起/ 停标识、MVB 端口配置错误标识.MVB 设备数据组配置信息包括：MVB 线路A 使能、MVB 线路B 使能、MVB 设备地址.其他数据组配置信息包括：MVB 网卡软件版本（0~15,最多16 个版本）、MVB 端口配置清除标识、MVB 设备配置错误标识（网卡自身错误或MVB 网络通讯错误）.
2.2 CAN 接口设计
CAN 是控制器局域网络的简称,在MVB 与CAN 进行转换的通讯软件设计中,采用的CAN 总线数据传输速率为500kbit/s；CAN 帧ID 使用CAN2.0 协议中的29 位扩展格式.一个CAN 帧组由16 个CAN 帧组成,用帧序号为0x0 ~ 0xF 标识其中的帧.CAN 帧组中,前8 个帧（帧序号0x0 ~ 0x7）用于CPU 板向MVB 通讯板发送信息,后8 个帧（帧序号0x8 ~ 0xF）用于MVB 通讯板向主控制板CPU 发送信息.由CPU 板向MVB 通讯板发出的帧,称为“发起帧”, 有“发起配置帧”和“发起数据帧”；由MVB 通讯板响应而回发给CPU 的帧,称为“响应帧”, 有“响应配置帧”和“响应数据帧”.
1、CAN 帧ID：CAN 总线采用29 位扩展ID,包括11位基本ID,18 位扩展ID.基本ID 按照ID-28 到ID-18 的顺序发送,扩展ID 按照ID-17 到ID-0 的顺序发送.CAN ID的最低3~0 位表示帧序号,按传输方向分为两大类；根据不同帧组的作用分配给不同的帧,14~8 位表示设备或端口.
2、CAN 帧组描述：一个CAN 帧组中包含非周期性传输的配置帧和周期性传输的数据帧.初始时需先进行非周期性的配置帧传输,配置成功后,再进行周期性的数据帧传输.
MVB 设备CAN 帧组：用于进行MVB 通讯板配置.MVB 端口CAN 帧组：用于MVB 端口数据的传输.
3、帧描述：MVB 设备配置帧：MVB 设备配置字、软件版本字节、状态字节,CPU 板发出的MVB 设备配置帧和收到的MVB 设备配置帧内容符合,表示配置成功.否则配置失败,需要再次配置.MVB 通讯板收到MVB 设备配置帧后,进行设备配置,并回发MVB 设备配置帧.
MVB 端口配置帧：CPU 板发出的MVB 端口配置帧和收到的MVB 端口配置帧内容符合,表示配置成功.否则配置失败,需要再次配置.MVB 板收到MVB 端口配置帧后,进行端口配置,并回发MVB 端口配置帧.
MVB 宿端口请求帧/ 源端口响应帧：CPU 板根据各MVB 端口的配置,周期地发出各MVB 宿端口请求帧,等待各MVB 宿端口数据帧.MVB 通讯板收到某MVB 源端口数据帧并满足完整性后,发出相应端口的MVB 源端口响应帧.2.3 MVB 与CAN 网络的数据传输过程
MVB 与CAN 网络的传输过程以数据组为独立对象进行.
一个数据组的传输需要首先传输配置信息,配置成功后,再传输数据信息.配置信息为非周期性传输,数据信息为周期性传输.
1、配置信息数据组传输过程：设备数据组中仅包含配置信息,其传输过程为：CPU 板向MVB 通讯板发设备配置发起CAN 帧,MVB 通讯板向CPU 板发送设备配置响应CAN帧.
2、宿端口数据组传输过程：宿端口数据组中包含配置信息和数据信息,宿端口配置帧传输过程为：CPU 板的宿端口X 配置发起CAN 帧,MVB 通讯板向CPU 板发送宿端口X响应CAN 帧.宿端口数据帧传输过程为：CPU 向MVB 通讯板发送宿端口X 数据发起CAN 帧,MVB 通讯板向CPU 板发送宿端口数据X 响应CAN 帧1/2/3/…n.
3、源端口数据传输过程：源端口数据组中包含配置信息和数据信息,源端口配置帧传输过程为：CPU 板的源端口X 配置发起CAN 帧,MVB 通讯板向CPU 板发送源端口X 响应CAN 帧.源端口数据帧传输过程为：CPU 向MVB 通讯板发送源端口X 数据发起CAN 帧,MVB 通讯板向CPU 板发送源端口数据X 响应CAN 帧1/2/3/…n.
三、软件模块功能描述
MVB 与CAN 转换的通讯软件采用模块化编程,主要包含了以下模块：
1、主程序模块：实现CAN 通讯状态切换,主要包括CAN 通讯的启动、总线配置、安全模式及正常运行模式.
2、发送CAN 数据模块：根据CAN 接口协议的要求向MVB 通讯板发送数据的模块,为确认发送数据的有效性,包含了数据校验功能.
3、接收CAN 数据模块：接收MVB 通讯板CAN 数据的模块,包含数据校验功能.
4、MVB 设备配置转CAN 模块：将MVB 设备的配置数据,根据CAN 接口协议进行转换,并进行数据校验.5、MVB 源端口数据转CAN 模块：将端口大小为2,4,8,16,32 字节的源端口数据,根据CAN 协议的格式进行转换及数据校验.
6、MVB 宿端口数据转CAN 模块：将端口大小为2,4,8,16,32 字节的宿端口数据,根据CAN 协议的格式进行转换及数据校验.
四、结论采用MVB 与CAN 转换的模式,可保证数据传输的可靠性、稳定性,满足IEC61375-1-2007 标准以及控制单元CCU 与子系统设备规范中对1 类从设备MVB 通讯质量的要求.采用CAN 接口与CPU 板进行内部通讯的方式,在一定程度上降低了MVB 通讯板卡的成本.MVB 与CAN 转换的通讯软件,经过第三方试验机构的一致性测试及装车试验均得到了验证及认可,目前已成功应用于多个车型的动车组列车相关项目.
归纳上述，此文是一篇关于软件设计方面的大学硕士和本科毕业论文以及通讯软件设计和转换和软件设计相关软件设计论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
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