基于ARM9 的嵌入式車載網(wǎng)關(guān)的軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

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1、基于ARM9的嵌入式車載網(wǎng)關(guān)的軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)DesigntofEmbeddedCarGatewaySoftwareandHardwareSystemBasedonARM9(吉林大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,符號(hào)計(jì)算與知識(shí)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)秦貴和宋益青李寶玲QinGuiheSongYiqingLiBaoling摘要:介紹了一種基于ARM9的嵌入式車載網(wǎng)關(guān)的軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì),簡要闡述了車載LIN網(wǎng)絡(luò),CAN網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)通過該網(wǎng)關(guān)的連接方案,詳細(xì)介紹了基于AMR9和Linux環(huán)境下的LIN協(xié)議編程、CAN設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)編程,該研究對(duì)

2、將來智能網(wǎng)絡(luò)汽車的廣泛應(yīng)用有著重要而現(xiàn)實(shí)的意義.關(guān)鍵詞:網(wǎng)關(guān);CAN;嵌入式;ARM中圖分類號(hào):TP273+.5文獻(xiàn)標(biāo)示碼:A文章編號(hào):Abstract:ThedesignofembeddedcargatewaysoftwareandhardwaresystembasedonARM9isintroducedinthispaper,TheplanwhichconnectsLINNetworkandCANNetworkwithInternetbythegatewayisdescribedinbrief,TheprogrammingofL

3、INprotocol、thedevelopmentofCANequipmentdriver、socketprogrammingbasedonARM9andLinuxisdetailedlypresented.Thisstudyisofimportantandpracticalsignificancetotherealizationandapplicationofintelligentnectarinthefuture.Keywords:gateway;CAN;Embedded;ARM1引言伴隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,在汽車和互聯(lián)網(wǎng)日益普及

4、的今天,有很多汽車廠商提出了網(wǎng)絡(luò)汽車的概念,世界很多知名汽車廠商也推出了很多基于網(wǎng)絡(luò)的概念車,汽車不單純是一個(gè)交通工具,而是一個(gè)集交通、娛樂、通訊、辦公于一體的工具,其組成具體包括:1,發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力傳動(dòng)集中控制系統(tǒng),2,底盤綜合控制和安全系統(tǒng),3,智能車身電子系統(tǒng),4,通訊與信息、娛樂系統(tǒng),這種網(wǎng)絡(luò)汽車的優(yōu)越性具體表現(xiàn)在:1,便于與外界實(shí)時(shí)溝通,2,娛樂性更強(qiáng),3,可以進(jìn)行在線故障查詢和診斷,查找故障更容易,4,可以通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,安全性更高。隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展和32位高性能單片機(jī)的大量涌現(xiàn),這種概念正在變成現(xiàn)實(shí),本文就是

5、基于這樣想法,提出了一種基于ARM9和嵌入式Linux讓汽車上網(wǎng)的車載網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方案。先介紹一下汽車上最常見的兩種控制網(wǎng)絡(luò):CAN(ControllerAreaNetwork)網(wǎng)絡(luò)和LIN(LocalInterconnectNetwork))網(wǎng)絡(luò),1986年2月,在SAE(汽車工程師人員協(xié)會(huì))大會(huì)上,Bosch公司提出了CAN,這是迄今為止很成功的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,今天,幾乎每一輛在歐洲生產(chǎn)的新轎車都至少裝配有一個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),CAN網(wǎng)絡(luò)被廣泛用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制,智能車身電子系統(tǒng),車身通訊等等汽車應(yīng)用的各個(gè)方面。LIN網(wǎng)絡(luò)是由歐洲

6、制造商協(xié)會(huì)開發(fā)適用于汽車內(nèi)進(jìn)行低成本,短距離,低速網(wǎng)絡(luò)通信,其用途是傳輸開關(guān)設(shè)置狀態(tài)以及對(duì)開關(guān)變化響應(yīng),是針對(duì)這種低成本應(yīng)用而開發(fā)的汽車串行總線,是對(duì)現(xiàn)行CAN網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充,本文所介紹的網(wǎng)關(guān)就是基于這兩種網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)之間的互連。2嵌入式車載網(wǎng)關(guān)的軟硬件設(shè)計(jì)2.1車載網(wǎng)關(guān)的硬件電路硬件結(jié)構(gòu)原理圖如圖一所示:宋益青:碩士研究生國家發(fā)改委基金資助項(xiàng)目:基于IPV6的車載信息系統(tǒng)項(xiàng)目編號(hào):CNGI-04-1-2D以太網(wǎng)控制芯片萬維網(wǎng)(DM9000)MCU-ARM920TS3C2410ARM串口1ARMSPI口0LIN總線收發(fā)器CAN總線控制器

7、TJA1020MCP2510CAN總線收發(fā)器Lin網(wǎng)絡(luò)總線PCA82C250CAN網(wǎng)絡(luò)總線圖一:硬件結(jié)構(gòu)原理圖各主要模塊基本組成如下:1微處理器MPU本系統(tǒng)采用的嵌入式微處理器是Samsung公司的S3C2410。該處理器基于ARM920T內(nèi)核,采用5級(jí)流水線和哈佛結(jié)構(gòu),是高性能和低功耗的硬宏單元,主頻高達(dá)203MHz;擴(kuò)展總線最大頻率100MHz,32位數(shù)據(jù),27位外部地址,集成三個(gè)UART(系統(tǒng)中用的是UART1),兩路SPI(系統(tǒng)中用的SPI0),10M/100M以太網(wǎng)接口,網(wǎng)卡芯片采用的是DM9000;DM9000是一塊全集

8、成的單片快速M(fèi)AC控制器,帶通用處理器接口,4K雙字節(jié)DRAM,提供10/100M的以太網(wǎng)接入。2LIN總線收發(fā)器TJA1020TJA1020是Lin總線主從協(xié)議控制器和Lin物理總線之間的接口,適用的波特率可從2.4到20Kbit、

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