專利名稱：一種can總線數(shù)據(jù)傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種CAN現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)傳輸方法，特別是采用動態(tài)改變優(yōu)先級、幀順序控制、多幀應(yīng)答機制等多項技術(shù)提高CAN總線多幀數(shù)據(jù)傳輸可靠性的方法，屬于數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
由于CAN總線標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，應(yīng)用層部分需要自行開發(fā)。目前小衛(wèi)星常用作法是將大塊數(shù)據(jù)分割成較小的數(shù)據(jù)塊，小塊數(shù)據(jù)單獨發(fā)送，接收端將數(shù)據(jù)全部接收后按照先后順序拼接成原始數(shù)據(jù)。該種處理方式簡單實用，適用于數(shù)據(jù)量較小、通信場合穩(wěn)定可靠的情況。在數(shù)據(jù)塊變大，且通信環(huán)境惡劣時，可能會產(chǎn)生誤碼。目前對于誤碼的處理方式為重新發(fā)送。而大數(shù)據(jù)塊全部重新發(fā)送需要占用總線帶寬及通信時間，不利于星載測控數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
許杭等于2007年12月發(fā)表在《計算機工程》的《CAN總線上層協(xié)議的設(shè)計》一文重點闡述了基于CAN擴展幀格式的應(yīng)用層協(xié)議設(shè)計，而本發(fā)明基于CAN標(biāo)準(zhǔn)幀格式，格式定義不同，現(xiàn)場應(yīng)用的方向不同。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高可靠的CAN總線大數(shù)據(jù)塊傳輸方法，大幅提高了CAN總線大數(shù)據(jù)塊收發(fā)的可靠性，并具有一定的糾檢錯功能，擴大了CAN總線的應(yīng)用層次，提高了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的健壯性。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種CAN總線數(shù)據(jù)傳輸方法，通過以下步驟實現(xiàn) 第一步，數(shù)據(jù)發(fā)送方將要傳輸?shù)拇髷?shù)據(jù)塊按照特定的幀格式分成若干個數(shù)據(jù)幀的多幀形式，每一幀數(shù)據(jù)包括仲裁場、控制場和有效數(shù)據(jù)場，其中仲裁場的ID10、ID9位為幀優(yōu)先級、ID8～ID3位為幀順序控制域，用來填寫幀序號，將若干個數(shù)據(jù)幀的第一幀即頭幀和最后一幀即尾幀的幀優(yōu)先級定為0，其他數(shù)據(jù)幀的優(yōu)先級定為1，頭幀的幀序號為0，其余數(shù)據(jù)幀的幀序號按1、2、3...N的順序編號，N為大數(shù)據(jù)塊分成的數(shù)據(jù)幀的幀總數(shù)，頭幀的有效數(shù)據(jù)場第一位數(shù)據(jù)字節(jié)T為幀標(biāo)識，第二個數(shù)據(jù)字節(jié)L為幀總數(shù)，即N的數(shù)值，尾幀的有效數(shù)據(jù)場的最后一個字節(jié)SUM為校驗字，頭幀、尾幀剩余有效數(shù)據(jù)場及其余的數(shù)據(jù)幀的有效數(shù)據(jù)場的字節(jié)為要傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)； 第二步，數(shù)據(jù)發(fā)送方將頭幀發(fā)送到數(shù)據(jù)接收方； 第三步，數(shù)據(jù)接收方接到頭幀后，向數(shù)據(jù)發(fā)送方返回頭幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，頭幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀格式為有效數(shù)據(jù)場第一字節(jié)T為應(yīng)答幀的幀標(biāo)識，第二字節(jié)為頭幀接收狀態(tài)，第三個字節(jié)SUM為本幀的校驗字，若數(shù)據(jù)接收方向數(shù)據(jù)發(fā)送方返回的頭幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀有效數(shù)據(jù)場第二字節(jié)為0表示頭幀正確接收，進入第四步，若頭幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀有效數(shù)據(jù)場第二字節(jié)為1表示頭幀未正確接收，需要重新發(fā)送，則返回第二步，若數(shù)據(jù)發(fā)送方在10ms內(nèi)未收到頭幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，則返回第二步； 第四步，數(shù)據(jù)發(fā)送方繼續(xù)向數(shù)據(jù)接收方發(fā)送其余的數(shù)據(jù)幀，直到尾幀； 第五步，數(shù)據(jù)接收方接收完所有的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)檢查所有數(shù)據(jù)幀的結(jié)果向數(shù)據(jù)發(fā)送方返回尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，若數(shù)據(jù)發(fā)送方10ms未接到數(shù)據(jù)接收方返回的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，則回到第二步； (1)數(shù)據(jù)接收方檢查所有數(shù)據(jù)幀的幀順序控制域，若數(shù)據(jù)幀的順序號連續(xù)完整，進入步驟(2)，若數(shù)據(jù)幀的順序號不是連續(xù)完整的，則進入步驟(3)； (2)利用尾幀的校驗字對接收到所有數(shù)據(jù)幀進行校驗，若校驗正確，則進入步驟(4)，若校驗不正確則進入步驟(5)； (3)數(shù)據(jù)接收方向數(shù)據(jù)接收方返回部分重發(fā)的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀的格式為有效數(shù)據(jù)場的第一字節(jié)T為應(yīng)答幀的幀標(biāo)識，中間的字節(jié)為需重新發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的幀序號，第后一個字節(jié)SUM為本幀的校驗字，進入步驟(6)； (4)數(shù)據(jù)接收方向數(shù)據(jù)接收方返回全部正確的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀的格式為有效數(shù)據(jù)場的第一字節(jié)T為應(yīng)答幀的幀標(biāo)識，第二個字節(jié)SUM為本幀的校驗字，進入第七步； (5)數(shù)據(jù)接收方向數(shù)據(jù)接收方返回全部重發(fā)的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀的格式為有效數(shù)據(jù)場的第一字節(jié)T為應(yīng)答幀的幀標(biāo)識，中間的字節(jié)為全部的數(shù)據(jù)幀的幀序號，第后一個字節(jié)SUM為本幀的校驗字，進入步驟(6)； (6)數(shù)據(jù)接收方根據(jù)數(shù)據(jù)接收方返回的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，向數(shù)據(jù)接收方發(fā)送所需重新發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，回到步驟(1)； 第六步，在數(shù)據(jù)接收方接受多幀數(shù)據(jù)時，接受到多幀數(shù)據(jù)以外的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)數(shù)據(jù)幀仲裁場的幀優(yōu)先級確定接收的順序，優(yōu)先級高的先接收； 第七步，多幀數(shù)據(jù)傳輸完畢。
所述第三步中若數(shù)據(jù)發(fā)送方在10ms內(nèi)未收到頭幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，回到第二步重新發(fā)送頭幀的次數(shù)最多不超過5次，重新發(fā)送5次后仍未收到頭幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，則停止發(fā)送，多幀數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。
所述第五步若數(shù)據(jù)發(fā)送方在10ms內(nèi)未接到數(shù)據(jù)接收方返回的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，則回到第二步重新發(fā)送，重新發(fā)送的次數(shù)不超過3次，重新發(fā)送3次后仍未收到尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，則停止發(fā)送，多幀數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。
所述第五步步驟(6)中，數(shù)據(jù)接收方返回的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀為部分重發(fā)，數(shù)據(jù)發(fā)送方重新發(fā)送所需數(shù)據(jù)幀，重新發(fā)送的次數(shù)最多不超過5次，重新發(fā)送5次后仍未收到全部正確的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，則停止發(fā)送，多幀數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。
所述第五步步驟(6)中，數(shù)據(jù)接收方返回的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀為全部重發(fā)，數(shù)據(jù)發(fā)送方重新發(fā)送所有數(shù)據(jù)幀，重新發(fā)送的次數(shù)最多不超過3次，重新發(fā)送3次后仍未收到全部正確的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，則停止發(fā)送，多幀數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。
本發(fā)明設(shè)計原理 本發(fā)明采用動態(tài)改變幀優(yōu)先級、幀順序控制、多幀應(yīng)答機制、多幀遴選策略等方法提高CAN總線大數(shù)據(jù)塊傳輸?shù)目煽啃浴?br> (1)動態(tài)改變幀優(yōu)先級，提高第一幀(頭幀)和最后一幀(尾幀)的優(yōu)先級，使得多幀的頭幀與尾幀的優(yōu)先級高于其它多幀或優(yōu)先級不高的單幀，保證重要信息(如幀標(biāo)識、校驗字)等數(shù)據(jù)的正確接收。幀優(yōu)先級通過幀仲裁場ID10～ID9來體現(xiàn)，數(shù)值越小優(yōu)先級越高； (2)幀順序控制，將大數(shù)據(jù)塊分成多幀后，將仲裁場ID8～ID3定義為幀順序控制域，發(fā)送前將多幀按特定順序編號，該編號填充在幀順序控制域中。接收端將數(shù)據(jù)全部接收后，按照幀順序控制域的內(nèi)容將接收數(shù)據(jù)進行排序，并將數(shù)據(jù)拼接進行校驗。如果發(fā)生后發(fā)先至的情況，接收端可根據(jù)幀順序控制域進行適當(dāng)調(diào)整。
(3)多幀應(yīng)答機制，多幀數(shù)據(jù)接收方需要對多幀的頭幀和尾幀分別進行應(yīng)答。頭幀和尾幀分別在幀順序控制域中給出，由于這兩幀最為重要，需要分別進行應(yīng)答，多幀中的其它幀則通過異或和校驗字SUM進行校驗。尾幀作為多幀數(shù)據(jù)的結(jié)尾，包含有全部數(shù)據(jù)的校驗字，因此尾幀的應(yīng)答幀需要根據(jù)全部數(shù)據(jù)是否正確接收進行組織。尾幀的應(yīng)答幀包含錯誤幀的序號，可促使發(fā)送端自動重發(fā)。
(4)多幀遴選策略，在多幀傳送過程中，有可能被插入其它單幀或多幀，如重要的控制信息。為簡化處理，這里采取舍棄低優(yōu)先級幀的策略。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果為 (1)本發(fā)明采用了動態(tài)改變幀優(yōu)先級的策略，多幀數(shù)據(jù)的第一幀和最后一幀的優(yōu)先級高于普通數(shù)據(jù)，因此這兩幀將不受普通多幀數(shù)據(jù)的影響，保證了幀標(biāo)識、幀長度、幀校驗碼等重要控制信息的正常接收。
(2)本發(fā)明多幀應(yīng)答機制增加了頭幀應(yīng)答與尾幀應(yīng)答，保證了頭幀有效接收的同時，也杜絕了頭幀已錯誤但仍繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)的情況，有效節(jié)約了總線帶寬，提高了傳輸效率； (3)本發(fā)明尾幀應(yīng)答中含有的錯誤幀序號也使得數(shù)據(jù)發(fā)送端盡快得知錯誤的具體幀號，從而僅重發(fā)錯誤的幀號，而不必全部重新發(fā)送，浪費總線帶寬； (4)本發(fā)明大幅提高了CAN總線大數(shù)據(jù)塊收發(fā)的可靠性，并具有一定的糾檢錯功能，擴大了CAN總線的應(yīng)用層次，提高了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的健壯性。



圖1為本發(fā)明的流程圖。

具體實施例方式 本發(fā)明如圖1所示，通過以下步驟實現(xiàn)，結(jié)合具體的實例來說明。
一、制定數(shù)據(jù)幀格式 數(shù)據(jù)發(fā)送方將要傳輸?shù)拇髷?shù)據(jù)塊按照特定的幀格式分成若干個數(shù)據(jù)幀的多幀形式。幀格式如表1所示，給出的多幀數(shù)據(jù)格式中，其中ID10～ID9為本幀的優(yōu)先級判定依據(jù)，按照CAN總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的仲裁機制，當(dāng)總線上發(fā)生數(shù)據(jù)搶占時，“0”的優(yōu)先級大于“1”，因此第一幀和最后一幀的優(yōu)先級大于第二幀和第三幀。
每一幀數(shù)據(jù)包括仲裁場、控制場和有效數(shù)據(jù)場，其中仲裁場的ID10、ID9位為幀優(yōu)先級、ID8～ID3位為幀順序控制域，用來填寫幀序號，將若干個數(shù)據(jù)幀的第一幀即頭幀和最后一幀即尾幀的幀優(yōu)先級定為0，其他數(shù)據(jù)幀的優(yōu)先級定為1，頭幀的幀序號為0，其余數(shù)據(jù)幀的幀序號按1、2、3...N的順序編號，N為大數(shù)據(jù)塊分成的數(shù)據(jù)幀的幀總數(shù)，頭幀的有效數(shù)據(jù)場第一位數(shù)據(jù)字節(jié)T為幀標(biāo)識，第二個數(shù)據(jù)字節(jié)L為幀總數(shù)，即N的數(shù)值，尾幀的有效數(shù)據(jù)場的最后一個字節(jié)SUM為校驗字，頭幀、尾幀剩余有效數(shù)據(jù)場及其余的數(shù)據(jù)幀的有效數(shù)據(jù)場的字節(jié)為要傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)。
控制場為CAN標(biāo)準(zhǔn)幀格式。
表1
大塊數(shù)據(jù)的分割按照字節(jié)的先后順序依次進行，如表1中的W0～W21字段所示，接收方根據(jù)該順序?qū)?shù)據(jù)進行組合，得到有效信息。
表1給出了22字節(jié)數(shù)據(jù)塊(W0～W21)被分割成4幀的情況。如表1所示，本發(fā)明將大塊數(shù)據(jù)分割成4幀，幀序號從0開始計數(shù)到3。其中第一幀的第一個數(shù)據(jù)字節(jié)T為幀標(biāo)識，區(qū)分在CAN總線網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)牟煌瑪?shù)據(jù)包類型，最多256種，用以區(qū)分不同的目的地址及數(shù)據(jù)類型。第一幀的第二個數(shù)據(jù)字節(jié)L為多幀總數(shù)，最大為63。最后一幀的最后一個字節(jié)SUM為校驗字，對數(shù)據(jù)采用異或和校驗。
二、數(shù)據(jù)發(fā)送方將頭幀發(fā)送到數(shù)據(jù)接收方。
三、頭幀應(yīng)答 數(shù)據(jù)接收方接到頭幀后，向數(shù)據(jù)發(fā)送方返回頭幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，頭幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀格式為有效數(shù)據(jù)場第一字節(jié)T為應(yīng)答幀的幀標(biāo)識，第二字節(jié)為頭幀接收狀態(tài)，第三個字節(jié)SUM為本幀的校驗字，若數(shù)據(jù)接收方向數(shù)據(jù)發(fā)送方返回的頭幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀有效數(shù)據(jù)場第二字節(jié)為0表示頭幀正確接收，接著發(fā)送其他數(shù)據(jù)幀，若頭幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀有效數(shù)據(jù)場第二字節(jié)為1表示頭幀未正確接收，需要重新發(fā)送，重新發(fā)送頭幀，若數(shù)據(jù)發(fā)送方在10ms內(nèi)未收到頭幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，重新發(fā)送頭幀。
表2給出了對于頭幀的應(yīng)答幀數(shù)據(jù)格式。有效數(shù)據(jù)場中的第一個字節(jié)T為應(yīng)答幀的幀標(biāo)識，由用戶自行定義。第二個字節(jié)為0，說明頭幀正確接收；該字節(jié)為1，說明頭幀未正確接收，需要重新發(fā)送，如表3所示。第三個字節(jié)SUM為本幀的異或和校驗字。如果發(fā)送方等待一定時間接收不到頭幀的應(yīng)答，認(rèn)為接收方發(fā)生錯誤或鏈路發(fā)生錯誤，將重新發(fā)送頭幀并等待應(yīng)答，重發(fā)次數(shù)超過五次仍未成功，停止發(fā)送，多幀數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。
表2(正確接收)
表3(未正確接收)
四、數(shù)據(jù)發(fā)送方繼續(xù)向數(shù)據(jù)接收方發(fā)送其余的數(shù)據(jù)幀，直到尾幀。
五、尾幀應(yīng)答 數(shù)據(jù)接收方接收完所有的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)檢查所有數(shù)據(jù)幀的結(jié)果向數(shù)據(jù)發(fā)送方返回尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，若數(shù)據(jù)發(fā)送方在10ms內(nèi)未接到數(shù)據(jù)接收方返回的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，則要重新發(fā)送全部數(shù)據(jù)幀。重新發(fā)送的次數(shù)不超過3次，重新發(fā)送3次后仍未收到尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，則停止發(fā)送，多幀數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。
(1)數(shù)據(jù)接收方檢查所有數(shù)據(jù)幀的幀順序控制域，若數(shù)據(jù)幀的順序號連續(xù)完整，進入步驟(2)，若數(shù)據(jù)幀的順序號不是連續(xù)完整的，則進入步驟(3)； (2)利用尾幀的校驗字對接收到所有數(shù)據(jù)幀進行校驗，若校驗正確，則進入步驟(4)，若校驗不正確則進入步驟(5)； (3)數(shù)據(jù)接收方向數(shù)據(jù)接收方返回如表4所示的部分重發(fā)的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀的格式為有效數(shù)據(jù)場的第一字節(jié)T為應(yīng)答幀的幀標(biāo)識，中間的字節(jié)為需重新發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的幀序號，第后一個字節(jié)SUM為本幀的校驗字，進入步驟(6)； 表4(部分重發(fā))
表4給出了在多幀接收中第二、三幀缺失或出現(xiàn)錯誤要求重新發(fā)送的情況。此時尾幀應(yīng)答幀數(shù)據(jù)域的第一個字節(jié)T仍為幀標(biāo)識，最后一個字節(jié)SUM仍為校驗字，中間字節(jié)為錯誤幀序號。
(4)數(shù)據(jù)接收方向數(shù)據(jù)接收方返回如表5所示的全部正確的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀的格式為有效數(shù)據(jù)場的第一字節(jié)T為應(yīng)答幀的幀標(biāo)識，第二個字節(jié)SUM為本幀的校驗字，進入第七步； 表5(全部正確)
表5給出了在多幀全部正確接收時的尾幀應(yīng)答幀數(shù)據(jù)格式。與頭幀應(yīng)答幀類似，有效數(shù)據(jù)場中的T為幀標(biāo)識，SUM為異或和校驗碼，且T＝SUM。
(5)數(shù)據(jù)接收方向數(shù)據(jù)接收方返回如表6所示的全部重發(fā)的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀的格式為有效數(shù)據(jù)場的第一字節(jié)T為應(yīng)答幀的幀標(biāo)識，中間的字節(jié)為全部的數(shù)據(jù)幀的幀序號，第后一個字節(jié)SUM為本幀的校驗字，進入步驟(6)； 表6(全部重發(fā))
如果接收方接收到所有4幀數(shù)據(jù)，但有效數(shù)據(jù)異或和(包括T、W0～W21在內(nèi)的所有字節(jié))與接收到的SUM不相等，則認(rèn)為校驗錯誤，要求發(fā)送方重新發(fā)送所有數(shù)據(jù)幀，尾幀應(yīng)答幀如表6所示。發(fā)送方接收到該幀后將重新發(fā)送整個多幀。
表7給出了重發(fā)的數(shù)據(jù)幀格式。重新發(fā)送仍保持原來多幀中的相同格式，這樣做是為了使得接收方可快速有效地捕獲數(shù)據(jù)，并快速地將其存入多幀接收緩沖區(qū)中。
表7(部分多幀重新發(fā)送數(shù)據(jù)幀)
(6)數(shù)據(jù)接收方根據(jù)數(shù)據(jù)接收方返回的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，向數(shù)據(jù)接收方發(fā)送所需重新發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，回到步驟(1)。
數(shù)據(jù)接收方返回的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀為部分重發(fā)，數(shù)據(jù)發(fā)送方重新發(fā)送所需數(shù)據(jù)幀，重新發(fā)送的次數(shù)最多不超過5次，重新發(fā)送5次后仍未收到全部正確的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，則停止發(fā)送，多幀數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。
數(shù)據(jù)接收方返回的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀為全部重發(fā)，數(shù)據(jù)發(fā)送方重新發(fā)送所有數(shù)據(jù)幀，重新發(fā)送的次數(shù)最多不超過3次，重新發(fā)送3次后仍未收到全部正確的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，則停止發(fā)送，多幀數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。
六、多幀遴選 在數(shù)據(jù)接收方接受多幀數(shù)據(jù)時，接受到多幀數(shù)據(jù)以外的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)數(shù)據(jù)幀仲裁場的幀優(yōu)先級確定接收的順序，優(yōu)先級高的先接收。
在多幀傳送過程中，有可能被插入其它單幀或多幀，如重要的控制信息。為簡化處理，這里采取舍棄低優(yōu)先級幀的策略。如果被插入的幀為單幀，且優(yōu)先級高于本多幀，那么將舍棄多幀，轉(zhuǎn)而處理高優(yōu)先級單幀。如果被插入的幀為多幀，且優(yōu)先級高于正在傳送的多幀，那么將舍棄正在傳送的多幀，接收高優(yōu)先級多幀。在高優(yōu)先級數(shù)據(jù)接收完畢后，接收低優(yōu)先級幀。低優(yōu)先級幀的發(fā)送方得不到任何回應(yīng)，將重發(fā)多幀，重發(fā)三次以上停止發(fā)送，接收方只要有一次完整接收到多幀并做出正確響應(yīng)，發(fā)送方即不再重發(fā)。
七、多幀數(shù)據(jù)傳輸完畢。
本發(fā)明未詳細說明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。
權(quán)利要求
1.一種CAN總線數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于通過以下步驟實現(xiàn)
第一步，數(shù)據(jù)發(fā)送方將要傳輸?shù)拇髷?shù)據(jù)塊按照特定的幀格式分成若干個數(shù)據(jù)幀的多幀形式，每一幀數(shù)據(jù)包括仲裁場、控制場和有效數(shù)據(jù)場，其中仲裁場的ID10、ID9位為幀優(yōu)先級、ID8～ID3位為幀順序控制域，用來填寫幀序號，將若干個數(shù)據(jù)幀的第一幀即頭幀和最后一幀即尾幀的幀優(yōu)先級定為0，其他數(shù)據(jù)幀的優(yōu)先級定為1，頭幀的幀序號為0，其余數(shù)據(jù)幀的幀序號按1、2、3...N的順序編號，N為大數(shù)據(jù)塊分成的數(shù)據(jù)幀的幀總數(shù)，頭幀的有效數(shù)據(jù)場第一位數(shù)據(jù)字節(jié)T為幀標(biāo)識，第二個數(shù)據(jù)字節(jié)L為幀總數(shù)，即N的數(shù)值，尾幀的有效數(shù)據(jù)場的最后一個字節(jié)SUM為校驗字，頭幀、尾幀剩余有效數(shù)據(jù)場及其余的數(shù)據(jù)幀的有效數(shù)據(jù)場的字節(jié)為要傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)；
第二步，數(shù)據(jù)發(fā)送方將頭幀發(fā)送到數(shù)據(jù)接收方；
第三步，數(shù)據(jù)接收方接到頭幀后，向數(shù)據(jù)發(fā)送方返回頭幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，頭幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀格式為有效數(shù)據(jù)場第一字節(jié)T為應(yīng)答幀的幀標(biāo)識，第二字節(jié)為頭幀接收狀態(tài)，第三個字節(jié)SUM為本幀的校驗字，若數(shù)據(jù)接收方向數(shù)據(jù)發(fā)送方返回的頭幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀有效數(shù)據(jù)場第二字節(jié)為0表示頭幀正確接收，進入第四步，若頭幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀有效數(shù)據(jù)場第二字節(jié)為1表示頭幀未正確接收，需要重新發(fā)送，則返回第二步，若數(shù)據(jù)發(fā)送方在10ms內(nèi)未收到頭幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，則返回第二步；
第四步，數(shù)據(jù)發(fā)送方繼續(xù)向數(shù)據(jù)接收方發(fā)送其余的數(shù)據(jù)幀，直到尾幀；
第五步，數(shù)據(jù)接收方接收完所有的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)檢查所有數(shù)據(jù)幀的結(jié)果向數(shù)據(jù)發(fā)送方返回尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，若數(shù)據(jù)發(fā)送方10ms未接到數(shù)據(jù)接收方返回的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，則回到第二步；
(1)數(shù)據(jù)接收方檢查所有數(shù)據(jù)幀的幀順序控制域，若數(shù)據(jù)幀的順序號連續(xù)完整，進入步驟(2)，若數(shù)據(jù)幀的順序號不是連續(xù)完整的，則進入步驟(3)；
(2)利用尾幀的校驗字對接收到所有數(shù)據(jù)幀進行校驗，若校驗正確，則進入步驟(4)，若校驗不正確則進入步驟(5)；
(3)數(shù)據(jù)接收方向數(shù)據(jù)接收方返回部分重發(fā)的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀的格式為有效數(shù)據(jù)場的第一字節(jié)T為應(yīng)答幀的幀標(biāo)識，中間的字節(jié)為需重新發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的幀序號，第后一個字節(jié)SUM為本幀的校驗字，進入步驟(6)；
(4)數(shù)據(jù)接收方向數(shù)據(jù)接收方返回全部正確的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀的格式為有效數(shù)據(jù)場的第一字節(jié)T為應(yīng)答幀的幀標(biāo)識，第二個字節(jié)SUM為本幀的校驗字，進入第七步；
(5)數(shù)據(jù)接收方向數(shù)據(jù)接收方返回全部重發(fā)的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀的格式為有效數(shù)據(jù)場的第一字節(jié)T為應(yīng)答幀的幀標(biāo)識，中間的字節(jié)為全部的數(shù)據(jù)幀的幀序號，第后一個字節(jié)SUM為本幀的校驗字，進入步驟(6)；
(6)數(shù)據(jù)接收方根據(jù)數(shù)據(jù)接收方返回的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，向數(shù)據(jù)接收方發(fā)送所需重新發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，回到步驟(1)；
第六步，在數(shù)據(jù)接收方接受多幀數(shù)據(jù)時，接受到多幀數(shù)據(jù)以外的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)數(shù)據(jù)幀仲裁場的幀優(yōu)先級確定接收的順序，優(yōu)先級高的先接收；
第七步，多幀數(shù)據(jù)傳輸完畢。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CAN總線數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于所述第三步中若數(shù)據(jù)發(fā)送方在10ms內(nèi)未收到頭幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，回到第二步重新發(fā)送頭幀的次數(shù)最多不超過5次，重新發(fā)送5次后仍未收到頭幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，則停止發(fā)送，多幀數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CAN總線數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于所述第五步若數(shù)據(jù)發(fā)送方在10ms內(nèi)未接到數(shù)據(jù)接收方返回的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，則回到第二步重新發(fā)送，重新發(fā)送的次數(shù)不超過3次，重新發(fā)送3次后仍未收到尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，則停止發(fā)送，多幀數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CAN總線數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于所述第五步步驟(6)中，數(shù)據(jù)接收方返回的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀為部分重發(fā)，數(shù)據(jù)發(fā)送方重新發(fā)送所需數(shù)據(jù)幀，重新發(fā)送的次數(shù)最多不超過5次，重新發(fā)送5次后仍未收到全部正確的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，則停止發(fā)送，多幀數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CAN總線數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于所述第五步步驟(6)中，數(shù)據(jù)接收方返回的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀為全部重發(fā)，數(shù)據(jù)發(fā)送方重新發(fā)送所有數(shù)據(jù)幀，重新發(fā)送的次數(shù)最多不超過3次，重新發(fā)送3次后仍未收到全部正確的尾幀應(yīng)答數(shù)據(jù)幀，則停止發(fā)送，多幀數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。
全文摘要
一種CAN總線數(shù)據(jù)傳輸方法，采用動態(tài)改變幀優(yōu)先級、幀順序控制、多幀應(yīng)答機制、多幀遴選策略等方法提高CAN總線大數(shù)據(jù)塊傳輸?shù)目煽啃?。本發(fā)明采用了動態(tài)改變幀優(yōu)先級的策略，多幀數(shù)據(jù)的第一幀和最后一幀的優(yōu)先級高于普通數(shù)據(jù)，因此這兩幀將不受普通多幀數(shù)據(jù)的影響，保證了幀標(biāo)識、幀長度、幀校驗碼等重要控制信息的正常接收；本發(fā)明多幀應(yīng)答機制增加了頭幀應(yīng)答與尾幀應(yīng)答，保證了頭幀有效接收的同時，也杜絕了頭幀已錯誤但仍繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)的情況，有效節(jié)約了總線帶寬，提高了傳輸效率；本發(fā)明尾幀應(yīng)答中含有的錯誤幀序號也使得數(shù)據(jù)發(fā)送端盡快得知錯誤的具體幀號，從而僅重發(fā)錯誤的幀號，而不必全部重新發(fā)送，浪費總線帶寬；本發(fā)明大幅提高了CAN總線大數(shù)據(jù)塊收發(fā)的可靠性，并具有一定的糾檢錯功能，擴大了CAN總線的應(yīng)用層次，提高了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的健壯性。
文檔編號H04L12/40GK101764730SQ200910242900
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者李國軍, 謝松, 霍德聰 申請人:航天東方紅衛(wèi)星有限公司