面向應用原型開發(fā)的CAN網(wǎng)絡仿真研究.pdf

1、汽車上CAN(Controller Area Network)控制系統(tǒng)變得越來越復雜，然而先硬件后軟件的傳統(tǒng)開發(fā)方法降低了CAN應用的開發(fā)效率。如何擺脫由于硬件尚未到位導致CAN應用開發(fā)和測試滯后的困境，從而縮短開發(fā)周期、提高效率，成為汽車電子系統(tǒng)中迫切需要解決的問題，而應用原型的開發(fā)有利于解決這個問題。
　　目標硬件仿真平臺和環(huán)境的構(gòu)建是CAN應用原型開發(fā)的關(guān)鍵。因此，本文以CAN控制器為仿真目標，結(jié)合嵌入式開發(fā)板虛擬平臺Sky

2、Eye的仿真機制和執(zhí)行方式，仿真其硬件寄存器的功能，同時借助SocketCAN網(wǎng)絡協(xié)議棧的功能，實現(xiàn)一個由虛擬CAN節(jié)點構(gòu)成的CAN網(wǎng)絡，為CAN網(wǎng)絡通訊應用原型的開發(fā)和測試提供一個虛擬硬件環(huán)境。主要工作如下：
　　首先，在介紹了原型開發(fā)方法和概述了CAN總線技術(shù)的基礎(chǔ)上，分析了嵌入式系統(tǒng)仿真平臺SkyEye的仿真機制，尤其深入研究了外圍設備的仿真方法和執(zhí)行方式，為后續(xù)CAN應用原型開發(fā)平臺仿真工作的展開奠定了基礎(chǔ)。
　　其

3、次，針對以SJA1000為例的獨立型CAN網(wǎng)絡控制器的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)、寄存器和RAM的功能進行了分析，提出了虛擬CAN網(wǎng)絡節(jié)點的仿真需求；在保證能夠正常通信基礎(chǔ)上，對CAN網(wǎng)絡控制器的功能進行了裁剪，結(jié)合SkyEye外圍設備的運行原理，提出了仿真思路；按照SkyEye的外圍設備仿真框架實現(xiàn)了CAN控制器的功能仿真，包括：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設計、配置與初始化、提供給虛擬微控制器的I/O訪問API及消息的發(fā)送和接收，從而構(gòu)建了一個以SkyEye為基礎(chǔ)的

4、CAN應用原型開發(fā)的平臺。
　　再次，在分析了CAN網(wǎng)絡通信原理和特點的基礎(chǔ)上，提出了CAN網(wǎng)絡通信的仿真需求；通過對比分析CAN網(wǎng)絡通信協(xié)議棧SocketCAN和LinCAN的實現(xiàn)方法，選擇利用SocketCAN進行CAN網(wǎng)絡虛擬節(jié)點間通信的方案；然后借助虛擬CAN網(wǎng)絡接口VCAN實現(xiàn)了基于SocketCAN協(xié)議棧的CAN網(wǎng)絡的仿真，從而為CAN應用原型的運行和測試提供了一個完整的虛擬CAN硬件環(huán)境。
　　最后，在TOPP