CAN總線與以太網(wǎng)嵌入式互聯(lián)網(wǎng)關(guān)的研究與開發(fā).pdf

1、在工業(yè)控制領(lǐng)域，多總線共存的現(xiàn)狀使得不同總線網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備無法通訊。同時(shí)，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的低速總線網(wǎng)絡(luò)也很難與高速的企業(yè)管理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合，不利于生產(chǎn)過程的監(jiān)控與管理。如果將現(xiàn)場(chǎng)總線通過協(xié)議網(wǎng)關(guān)接入以太網(wǎng)，那么就可以將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備很方便的與Internet相連接，使得用戶可以對(duì)企業(yè)生產(chǎn)遠(yuǎn)程操控，形成企業(yè)級(jí)的管控一體化的全開放網(wǎng)絡(luò)。
　　針對(duì)上述問題，本文首先分析了國內(nèi)外現(xiàn)場(chǎng)總線與以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的研究現(xiàn)狀，介紹了CAN總線技術(shù)與以太網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)、總線

2、模型、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和工作原理，并對(duì)CAN與以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換的可行性進(jìn)行了分析，給出了通訊協(xié)議的轉(zhuǎn)換方案;其次，通過對(duì)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)功能、性能要求和應(yīng)用特點(diǎn)的詳細(xì)分析，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了采用ARM和μC/OS-Ⅱ的CAN與以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。其中包括對(duì)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)中一些關(guān)鍵問題的研究，比如異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)參考模型，協(xié)議轉(zhuǎn)換思想等內(nèi)容;最后，介紹了系統(tǒng)硬件平臺(tái)的選擇，重點(diǎn)介紹了嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ在LPC1768上的移植要點(diǎn)和任務(wù)設(shè)計(jì)、CAN模塊驅(qū)動(dòng)函數(shù)設(shè)計(jì)、

3、網(wǎng)絡(luò)通信模塊設(shè)計(jì)以及協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)。
　　為了滿足網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求，本文針對(duì)EDF調(diào)度算法在系統(tǒng)過載的情況下會(huì)產(chǎn)生“多米諾效應(yīng)”造成大多數(shù)任務(wù)的實(shí)時(shí)性的要求無法滿足的問題，提出了一種基于貪心策略的最優(yōu)調(diào)度集的選擇方法。通過引入一個(gè)表示任務(wù)價(jià)值的因子與任務(wù)的截止時(shí)間共同決定任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，系統(tǒng)過載時(shí)，在EDF算法的可調(diào)度范圍內(nèi)選取重要的任務(wù)作為調(diào)度對(duì)象優(yōu)先調(diào)度。理論性能分析和實(shí)驗(yàn)表明，該算法不僅能在過載時(shí)降低實(shí)時(shí)系統(tǒng)的任務(wù)截止