CAN總線與以太網(wǎng)嵌入式互聯(lián)網(wǎng)關(guān)的研究與開發(fā).pdf

1、在工業(yè)控制領(lǐng)域，多總線共存的現(xiàn)狀使得不同總線網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備無法通訊。同時，工業(yè)現(xiàn)場的低速總線網(wǎng)絡(luò)也很難與高速的企業(yè)管理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合，不利于生產(chǎn)過程的監(jiān)控與管理。如果將現(xiàn)場總線通過協(xié)議網(wǎng)關(guān)接入以太網(wǎng)，那么就可以將現(xiàn)場設(shè)備很方便的與Internet相連接，使得用戶可以對企業(yè)生產(chǎn)遠(yuǎn)程操控，形成企業(yè)級的管控一體化的全開放網(wǎng)絡(luò)。
　　針對上述問題，本文首先分析了國內(nèi)外現(xiàn)場總線與以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的研究現(xiàn)狀，介紹了CAN總線技術(shù)與以太網(wǎng)技術(shù)的特點、總線

2、模型、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和工作原理，并對CAN與以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換的可行性進(jìn)行了分析，給出了通訊協(xié)議的轉(zhuǎn)換方案;其次，通過對網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)功能、性能要求和應(yīng)用特點的詳細(xì)分析，設(shè)計和實現(xiàn)了采用ARM和μC/OS-Ⅱ的CAN與以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。其中包括對網(wǎng)關(guān)設(shè)計中一些關(guān)鍵問題的研究，比如異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)參考模型，協(xié)議轉(zhuǎn)換思想等內(nèi)容;最后，介紹了系統(tǒng)硬件平臺的選擇，重點介紹了嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ在LPC1768上的移植要點和任務(wù)設(shè)計、CAN模塊驅(qū)動函數(shù)設(shè)計、

3、網(wǎng)絡(luò)通信模塊設(shè)計以及協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計。
　　為了滿足網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)對實時性的要求，本文針對EDF調(diào)度算法在系統(tǒng)過載的情況下會產(chǎn)生“多米諾效應(yīng)”造成大多數(shù)任務(wù)的實時性的要求無法滿足的問題，提出了一種基于貪心策略的最優(yōu)調(diào)度集的選擇方法。通過引入一個表示任務(wù)價值的因子與任務(wù)的截止時間共同決定任務(wù)的優(yōu)先級，系統(tǒng)過載時，在EDF算法的可調(diào)度范圍內(nèi)選取重要的任務(wù)作為調(diào)度對象優(yōu)先調(diào)度。理論性能分析和實驗表明，該算法不僅能在過載時降低實時系統(tǒng)的任務(wù)截止