光纤CAN总线自愈环网的研究

    发送数据选择器和接收数据选择器的功能是实现链路搭建(即通道选择)。为保证网络正常工作，CAN网络延时应小于一个数据宽度(位周期)。为使链路搭建时间尽可能短，使用最高时钟频率(20MHz)控制两个数据选择器。

    在发送数据选择器中，CPLD检测三路通道数据txd、pin_l、pin_r。各通道数据具有不同的优先级。优先级的设置为：当本节点发送数据(txd="0"或flag_txd="1'')时，左右通道发送CAN控制鞣⑺投薚X的数据，即led_r=txd，led_l=txd。若本节点不发送数据，则依据sync_r和sync_l选择发送数据，当左右通道均正常时，选择对侧数据发送，led_r=pin_l，led_l=pin_r。如果某通道故障，接收不到对侧数据，则选择本侧数据发送，led_l=pin_l，led_r=pin_r。据此，不仅实现了网络自愈，也消除了环网阻塞问题。

    在接收数据选择器中，设定左通道为首选接收通道；当左通道数据未到时(flag_l="0'')或左通道故障时，不需人为干预，自动选择右通道接收。据此实现了接收优化(选择优先到达通道数据接收)以及光纤CAN总线双环网的自愈功能。

    在电动车内组建光纤CAN自愈环网，采用塑料光纤作为传输介质，塑料光纤在可见光区有低损耗窗口，选用工作波长为650nm(红光)的光／电转换模块--Agilent公司生产的光发送器HFBR-1528和光接收器HFBR--2528。各节点CAN控卸器选用SJAl000或带CAN控制器的TMS320LF2407DSP芯片，组成4个节点车载光纤CAN自愈环网。CAN网络的数据传送速率设置为125kbit／s，当设置某条通道故障时，网络能实现图2(b)所不的自愈功能；当设置任意节点之间的两根光纤故障时，网络能实现图2(c)所示的自愈功能。当CAN节点故障时，接口电路仍能保证双环网正常工作；但当接口电路故障时，将导致本节点脱离总线，其它节点实现网络自愈，构成单环网。通过示波器观测波形，发送节点通过总线竞争发送数据；接收节点能向总线上发送应答信号；节点数据通过4节点光纤CAN自愈环返回原节点的时间小于100ns。经测试，通道故障网络自愈时间为301ms。

（出处：清风网络学院）