應(yīng)該從哪幾個方面來構(gòu)造協(xié)議 - 汽車電子CAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計關(guān)鍵問題全析

　　應(yīng)該從哪幾個方面來構(gòu)造協(xié)議？

　　CAN協(xié)議的基本要素是ID、周期和信號與消息的映射關(guān)系。因此構(gòu)造協(xié)議的主要任務(wù)是ID分配、定義消息周期、確定信號與消息的映射關(guān)系。這三個方面的設(shè)計都同等重要，設(shè)計要考慮的主要因素有數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性要求（即所謂的時序）、數(shù)據(jù)的相對重要程度、與數(shù)據(jù)相關(guān)的應(yīng)用控制算法對數(shù)據(jù)的時間要求。

　　董因平博士指出，協(xié)議設(shè)計實質(zhì)上是非常復雜的工作，對于國內(nèi)來說，由于我們?nèi)狈ο鄳?yīng)的經(jīng)驗，國外又對我們進行技術(shù)？？，因此到目前為止這還是阻礙中國技術(shù)發(fā)展的主要障礙。

　　國際上也存在一些現(xiàn)有的標準，如CANopen、SAE J1939.SAE J1939這是一個有汽車工程師協(xié)議牽頭制定的應(yīng)用與卡車電控網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議。不過它主要是應(yīng)用與卡車的電控系統(tǒng)，不能直接照搬到轎車控制系統(tǒng)中。但是隨著汽車電子的發(fā)展，汽車電子設(shè)計分工也越來越細，這部分工作也有廠商提供工具實現(xiàn)協(xié)議的計算機輔助設(shè)計。比如Mentor Graphics公司的VNA就是一款自動化的協(xié)議設(shè)計軟件。

　　實現(xiàn)通信協(xié)議的程序代碼結(jié)構(gòu)是什么樣的？

　　董因平博士說：首先CAN通信功能包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。物理層、數(shù)據(jù)鏈路層已經(jīng)由硬件實現(xiàn)，目前都已經(jīng)標準化，有現(xiàn)成的部件（CAN控制器和收發(fā)器）選擇。因此在單片機上加上CAN控制器、收發(fā)器，軟件實現(xiàn)相應(yīng)的驅(qū)動程序就基本實現(xiàn)了CAN的通訊功能。但是這對于汽車電子上的應(yīng)用還是遠遠不夠的，因為數(shù)據(jù)鏈路層有很多功能沒有定義如具有邏輯關(guān)系的消息之間的功能實現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)管理等等。

　　因此通信協(xié)議的程序代碼的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是底層驅(qū)動+應(yīng)用代碼（通信功能的應(yīng)用代碼）。如果考慮目前汽車電子嵌入式軟件的技術(shù)發(fā)展，未來的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是底層驅(qū)動+應(yīng)用代碼+抽象層。汽車電子軟件開放式體系標準AUTOSAR也基本是這樣的思路。目前也有很多軟件廠商提供現(xiàn)成的解決方案，ECU軟件開發(fā)只需要在該解決方案提供的基于數(shù)據(jù)讀寫的接口之上實現(xiàn)控制算法。這樣做的好處在于軟件設(shè)計人員可以把專長用于集中設(shè)計控制算法、保證其可靠性。這樣的產(chǎn)品如Mentor Graphics的嵌入式軟件（VTP + 網(wǎng)絡(luò)管理 + 診斷……）就是這樣的應(yīng)用例子。