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CAN與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)交換的研究與分析( 二 )

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表1; 發(fā)送緩沖區(qū)寄存器
本實(shí)驗(yàn)中用到P89C668的外部中斷1 。該中斷由SJA1000引發(fā)，設(shè)置為當(dāng)SJA1000收到來自另一節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)時(shí)，向P89C668發(fā)出中斷信號(hào) 。在中斷處理程序中，P89C668讀取并保存SJA1000中斷寄存器的值，作為在相應(yīng)程序中進(jìn)行處理的依據(jù) 。
4.2TCP/IP協(xié)議
由于TCP/IP協(xié)議很復(fù)雜，涉及的內(nèi)容很多 。下面僅就幾點(diǎn)作簡(jiǎn)要介紹 。
（1）封裝和分層的概念
發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行逐層封裝，既加上相應(yīng)的首部，作為所經(jīng)過每層的標(biāo)識(shí) 。具體原理如圖3所示 。接收到的數(shù)據(jù)是按一定結(jié)構(gòu)封裝好的，我們要根據(jù)前面的首部信息，判定數(shù)據(jù)應(yīng)交付給下面哪一層，并將相應(yīng)首部信息去除，這樣依次向下傳，到最后可以得到所傳送的真正數(shù)據(jù) 。具體原理如圖4所示 。
【CAN與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)交換的研究與分析】 （2）以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)程序
以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)程序是提供鏈路層物理接口與網(wǎng)絡(luò)層交互的軟件接口 。網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)必須先交付給以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)程序，由它將網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)打包交付給物理接口，完成數(shù)據(jù)發(fā)送 。反之，以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)程序在接收到數(shù)據(jù)時(shí)，要按照應(yīng)用層可以接收的形式進(jìn)行處理并交付給網(wǎng)絡(luò)層 。
（3）ARP協(xié)議
即地址解析協(xié)議，提供邏輯地址到物理地址的動(dòng)態(tài)映射 。發(fā)送站必須知道接收站的物理地址才能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，才能在以太網(wǎng)中進(jìn)行傳輸，因此只知道接收站的邏輯地址是不夠的，必須事先通過ARP協(xié)議得到接收站的物理地址 。
（4）IP協(xié)議
即網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，提供一種不可靠的、無連接的服務(wù)，完成的功能有將運(yùn)輸層待發(fā)送數(shù)據(jù)封裝成IP數(shù)據(jù)報(bào)，調(diào)用以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)程序發(fā)送數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)鏈路層接收數(shù)據(jù)，以及數(shù)據(jù)校驗(yàn)等 。
（5）TCP協(xié)議
即傳輸控制協(xié)議，是一種面向連接的、可靠的運(yùn)輸協(xié)議 。UDP協(xié)議實(shí)現(xiàn)相同功能，但它只把數(shù)據(jù)報(bào)分組從一臺(tái)主機(jī)發(fā)送到另一臺(tái)主機(jī)，不保證可靠性 。本文主要使用TCP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，而沒有采用UDP協(xié)議 。實(shí)驗(yàn)中用到P89C668的定時(shí)器0中斷，10ms中斷一次，主要為了進(jìn)行ARP老化處理，設(shè)置TCP超時(shí)標(biāo)志 。
4.3CAN與以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換
數(shù)據(jù)交換原理簡(jiǎn)單說就是對(duì)從以太網(wǎng)中收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分層 。假如是TCP數(shù)據(jù)報(bào)，取出真正的數(shù)據(jù)，并將其存入一個(gè)開辟的數(shù)據(jù)區(qū)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)分析后，按照BasicCAN模式進(jìn)行發(fā)送 。反過來，將接收到的CAN數(shù)據(jù)存入另一數(shù)據(jù)區(qū)，除去地址和個(gè)數(shù)信息，將其余數(shù)據(jù)按照TCP/IP協(xié)議進(jìn)行封裝發(fā)送 。具體流程圖如圖5所示 。
由CAN接收引起外部中斷后，保存SJA1000中斷寄存器和狀態(tài)寄存器的值，在CAN處理子程序中根據(jù)其值進(jìn)行處理 。當(dāng)上到來自另一節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，則將該數(shù)據(jù)存入相應(yīng)緩沖區(qū)，并置位一標(biāo)志位，在主程序中的TCP超時(shí)處理子程序中判定該標(biāo)志位，假如為高則將該緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)拷貝到以太網(wǎng)發(fā)送緩部眍中，并將數(shù)據(jù)封裝發(fā)送 。當(dāng)P89C668接收到來自以太網(wǎng)的TCP數(shù)據(jù)報(bào)，同樣將一標(biāo)志位置1，在CAN處理子程序（見圖6）中，根據(jù)該標(biāo)志位判定是否有數(shù)據(jù)要發(fā)送給另一節(jié)點(diǎn) 。
在具體調(diào)試時(shí)，使一個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)每隔一段時(shí)間向轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送一些數(shù)據(jù) 。該節(jié)點(diǎn)接收后，通過以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)給上位機(jī)，上位機(jī)通過超級(jí)終端顯示接收的數(shù)據(jù) 。同樣，可以通過超級(jí)終端發(fā)送一些鍵入的數(shù)據(jù)，經(jīng)過轉(zhuǎn)換模塊傳給另一個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)，從而改變它的一些內(nèi)部數(shù)據(jù) 。
5; 小結(jié)
該實(shí)驗(yàn)只是實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)與BasicCAN模式下CAN的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)交換，沒有涉及CAN的高層協(xié)議和復(fù)雜錯(cuò)誤處理 。不過有了該實(shí)驗(yàn)的成功嘗試，使實(shí)現(xiàn)PeliCAN模式下的轉(zhuǎn)換以及加載完善的協(xié)議成為可能，可以說該實(shí)驗(yàn)為CAN和以太網(wǎng)的融合打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 。

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