Real-time FlexRay/CAN/LIN实时控制器局域网/本地互联网络

汽车电子技术在过去几年中发展迅速。软件部分的附加值 – 例如汽车的安全性,舒适性和辅助驾驶 – 不断地增长。与此相关的计算机技术以及独立系统联网的标准化总线系统也不断发展。CAN和LIN是其中的两种总线系统。

Kithara实时套件是一个模块化的实时扩展,提供了几种完美解决这些问题的机制。 以下是一些基本功能:


FlexRay

在汽车领域的FlexRay总线主要用于现代汽车先进的功能。由于传输速率高达10 Mbit/s,FlexRay可以应用于优化驾驶员辅助和底盘控制系统等高端功能。使用双通道接线,数据速率可以加倍,或者第二个通信通道可以提供冗余数据传输,这使得FlexRay可以用于高安全性功能。

FlexRay的实时功能使汽车及测试系统制造商能够有效地测试上述车载系统。通过采用有保证的快速反应时间,例如可以确定高精度的测量数据,从而获得最佳的测试结果。

FlexRay模块

实时FlexRay通信

  • 普通
  • 特征
  • 硬件支持

作为Kithara实时扩展的一部分,FlexRay模块代表了测试软件和物理测试系统之间的重要联系,它允许以高精度操作的精确周期应用实时功能。

通过FlexRay模块,可以将Windows PC用作实际的FlexRay节点。这包括作为主节点或跟随节点的分配,作为网络内的主动或被动通信点。两个FlexRay通道可以彼此独立配置,同时可以灵活调整波特率(2,5/5/10 Mbit/s)。

  • 实时FlexRay通信
  • FlexRay通道的独立配置
  • WindowsPC用作FlexRay的节点
  • 分配为主导或跟随节点
  • 波特率灵活可调(2,5/5/10 Mbit/s)

以下FlexRay卡受支持:

  • FlexCard PMC II (Star Cooperation)

这些规格始终是指我们软件的最新版本。


CAN(控制器局域网) (Controller Area Network)

CAN(控制器区域网络)是一种串行总线系统,该系统是从最初汽车行业的控制系统发展而开。然而,它适用于机器或工厂里的智能电子设备以及传感器和执行器网络。CAN是一种串行多主总线系统中,也就是手多个CAN节点可以同时请求访问,但实际上每个节点存取顺序在接入过程期间就被确定。ISO 11898标准的总线系统具有实时能力并使用了ISO/OSI参考模型的两个层。

Windows的CAN实时通信

CAN通信一般要求是稳定、等时数据交换,以及对外部事件的快速反应。然而,大多数的CAN板不能满足这些要求,因为基本的Windows驱动程序,只能在应用程序的上下文中使用,因此,不具有实时能力。CAN模块将消除这种弊端,实现实时CAN通信。

Kithara实时套件CAN模块补充了Windows的扩展,并提供了需要实时连接的自动化解决方案。该函数库能够满足像工程公司和控制系统制造商这样用户。

Ixxat PCI

在发送和接收时,CAN消息通过一个简单和直观的应用程序编程接口(API)进行缓冲。因此能够实现实时消息过滤器的定制以及用于预定总线事件的错误处理例程。也可设为监听模式。对于简单的监测»核示踪«增强用的工具,它能够实现全CAN数据流量在微秒级分辨率的跟踪。编程语言可用C/C++或Delphi。也支持NET环境(例如C#),调用实时处理的C++编写的DLL。

为了增强CAN板选择的灵活性,我们为不同制造商提供了通用的实时驱动CAN板,使得可以独立于硬件编程。

CAN FD

CAN FD (Flexible Data Rate) is an extension of the CAN protocol that expands the payload capacity from 8 bytes to 64 bytes, thus achieving increased data rates of up to 8 times higher than classic CAN, without raising integration costs. The protocol also benefits from advanced data safety due to improvements to the cyclic redundancy check.

This is why CAN FD will have a set place in the future automotive development. For this the bus system requires a coherent high-performance real-time solution, which combines all interfaces involved in order to even allow for the implementation of many development and test processes.

CAN模块

CAN实时通信

  • 普通
  • 特征
  • 硬件支持

通过使用CAN模块,可以实现与现场总线(CAN 2.0B兼容)的实时连接。API是供应商自主拥有的,因此为了CAN硬件编程,需要事先进行一些培训。

对接收到的信息作出的即时反应使得CallBack功能能立即对故障情况做出反应。 发送和接收缓冲区足够大使得即使是高波特率和总线负载信息也不会丢失。或者, 创建一个可以通过接收到的消息直接执行的过滤例程。

CAN接口在分析任务中必须是完全无源的。此外,通过使用SJA1000 CAN控制器,可以读取“错误代码捕获”寄存器,从而提供进一步的故障分析信息。

  • CAN数据实时交换
  • 支持CAN FD(灵活数据速率
  • 瞬时传输和即时反应
  • 能在内核级别进行接收和传输
  • 通过CallBack功能能自设过滤例程
  • 通过回调中断上下文在内核级别或者是轮询过程中接收消息
  • 发送和接收例程直接形成可调用的实时上下文
  • 内核级别的使用支持C / C ++或Delphi(Win32本地)

目前,CAN模块支持具有1,2或4通道Peak, Star Cooperation (Eberspächer), EMS Dr. Wünsche, ESD, Ixxat和Kvaser(参见下面的列表)的PCI卡。 我们也乐意支持你所使用的板卡。

Star Cooperation (Eberspächer)

  • FlexCard PMC-II
    • FlexTiny II CAN-HS (D_CAN), dual to octo-channel, optional opto-uncoupled
    • FlexTiny II CAN-FD (M_TTCAN), dual to octo-channel, optional opto-uncoupled

Peak System

EMS Dr. Thomas Wünsche

ESD – Electronic System Design CAN-PCI

  • CAN-PCI /200/266,单、双通道,光电解耦
  • CAN-PCIe /200,单、双通道,光电解耦
  • CAN-PCI-104 /200,单、双通道,光电解耦
  • CPCI-CAN /200,单、双通道,光电解耦
  • PMC-CAN /266,单、双通道,光电解耦

Ixxat

Kvaser Advanced CAN Solutions

由于存在大量潜在的硬件变化,因此无法完全保证软件与特定组件的正确运行。有关与各个硬件配置兼容性的问题,请与我们联系。


LIN (Local Interconnect Network)

因为LIN的单线网络显著降低了成本和重量,它常用于具有成本效益的汽车应用中。最为汽车工程中常用的串行网络协议,LIN为日益复杂的汽车应用进行了经济高效地集成。

The Automotive Future with LIN

本地互连网络进入实时套件实时扩展的实施,提出了软件开发的自然和合乎逻辑的步骤。LIN还具有在单个汽车部件,包括门,轿厢顶部,空调系统,反射镜或擦拭器电子器件的简单集成的功能。由于LIN主要应用在汽车子系统中,所以需要将其连接到一个较高级别的主干网上,这也是为什么LIN主节点通常代表网关实时CAN总线系统的原因。编程可以用C/C++,Delphi和C#来实现。

Kithara Echtzeit-LIN的新闻稿可以在 这里 找到。

LIN模块

LIN实时通信

  • 普通
  • 特征
  • 硬件支持

通过使用  Kithara实时套件的LIN模块,可以实现LIN的实时。主站或从站节点可以使用带UART接口的普通PC轻松创建。这可以轻松记录现有的LIN网络。此外,原型设计和调试LIN节点而不是使用微控制器也很方便。发送节点将重新检查其在总线上发送的数据,因此可以检测到冲突。

  • LIN数据实时交换
  • 使用普通PC轻松实现主站或从站节点
  • 只需要低成本的LIN收发器(例如Freitag RS232-LIN)
  • 总线冲突检测
  • 自动校验和验证(LIN版本1.x和2.x)
  • 数据速率高达20 kbit / s
  • 确保延迟时间
  • 使用回调或轮询接收LIN消息
  • UART(通过使用通用的RS232接口是必要的电平转换器,例如  Freitag RS232-LIN
  • Peak PCAN-USB Pro (运行中)
  • 更多要求

    这些规范始终是指我们软件的最新版本。

BroadR-Reach

BroadR-Reach is a pyhsical Ethernet transport layer specially for automotive networking. The benefits of Ethernet in automotive networking are extremely fast transmission rates, high scalability as well as cost efficiency regarding wiring and programming. This way, for instance, real-time Ethernet can be used as a central backbone network.

The implementation of BroadR-Reach closes the gap between the Kithara real-time Ethernet drivers and modern automotive wiring. With guaranteed reaction times thanks to the Kithara real-time system, data can be accurately captured and embedded into sopisticated test processes via the Ethernet transport layer. This enables automotive developers to directly access and test physical Ethernet networks in vehicles.

Due to the fact that BroadR-Reach defines a physical Ethernet transport layer, it exists as an extension of the Network Module within the RealTime Suite.