CAN总线与以太网互联关键技术的研究

论文摘要

CAN（Controller Area Network）总线,是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络,由于其通信具有高可靠性、实时性以及灵活性,而被广泛应用,也是目前比较流行现场总线之一。同时以太网由于高信能和良好的兼容性,是当今最受欢迎的局域网之一。企业上层管理网络都是基于以太网和TCP／IP的管理信息网络。本论文就是在这一应用背景下,致力于解决CAN总线和以太网两种异构网络之间的数据不能共享这一问题。本文设计了一款CAN总线-以太网网关,该网关能完成两种异构网络间数据的透明传输。网关设计主要包括两个方面：硬件设计和软件设计。其中硬件设计为系统提供了测试的硬件平台。在这里,我们选择了Samsung公司S3C44BOX作为ARM主控制器,RTL8019作为系统的以太网控制器,MCP2510作为系统的CAN控制器。软件设计中,我们选择源代码开放的、可剪裁的μC／OS-Ⅱ作为本网关嵌入式实时操作系统。本文详细的介绍了程序设计原理和程序设计流程（或源代码）。在最后,将编译好的程序下载到系统中,测试结果显示,数据传输正常,该网关性能满足预定要求,能实现CAN总线和以太网两种异构网络间协议的转换功能。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 CAN总线
• 1.1.2 以太网技术
• 1.1.3 CAN总线-以太网网关
• 1.2 论文主要工作
• 第二章 CAN总线与以太网技术
• 2.1 OSI参考模型
• 2.2 CAN总线技术
• 2.2.1 CAN总线节点的分层结构
• 2.2.2 CAN帧结构
• 2.2.3 CAN通信原理
• 2.3 以太网的技术
• 2.3.1 以太网体系结构
• 2.3.2 以太网的通信原理
• 2.3.3 TCP/IP协议模型
• 第三章 网关系统方案与硬件电路设计
• 3.1 系统主要硬件的选择
• 3.2 系统结构
• 3.3 硬件电路设计
• 3.3.1 以太网接口及以太网收发电路设计
• 3.3.2 CAN总线接口及CAN总线收发电路设计
• 3.3.3 存储电路设计
• 第四章 网关系统软件设计
• 4.1 CAN总线及其接口模块
• 4.2 以太网模块
• 4.2.1 以太网接口模块
• 4.2.2 TCP/IP协议栈的设计
• 4.3 OS模块
• 第五章 网关系统测试与总结
• 5.1 CAN总线网络的构建
• 5.2 测试硬件平台的构建
• 5.3 网络连通性实验
• 5.4 网关性能测试
• 5.5 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT