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1 引言 近年來(lái)，隨著(zhù)電子技術(shù)、計算機技術(shù)以及通訊技術(shù)的不斷發(fā)站，越來(lái)越多的電子產(chǎn)品被應用到了各行各業(yè)。在工業(yè)應用領(lǐng)域，通常存在著(zhù)大量的傳感器、執行機構和電子控制單元，它們一般分布較廣，且在進(jìn)行現場(chǎng)檢測的時(shí)候對實(shí)時(shí)性和可靠性都有嚴格的要求。CAN(Controller Area Network)總線(xiàn)作為一種現場(chǎng)總線(xiàn)標準以其具有的諸多優(yōu)點(diǎn)而在工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛應用，到目前為止，用于工業(yè)領(lǐng)域的絕大部分電子產(chǎn)品都支持CAN通訊方式�；诖�，本文提出了一種全新的基于CAN總線(xiàn)技術(shù)的自動(dòng)節點(diǎn)探測算法，并利用該方法搭建了一個(gè)電子產(chǎn)品自動(dòng)測試平臺。 2 CAN總線(xiàn)簡(jiǎn)介 隨著(zhù)工業(yè)現場(chǎng)控制和生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)的不斷進(jìn)步，傳統的RS232、RS485等通信標準已經(jīng)不能適應工業(yè)現場(chǎng)需要了�，F場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)因其造價(jià)低廉且能夠滿(mǎn)足工業(yè)現場(chǎng)環(huán)境下的通信要求漸逐漸成為了新的通信方式。 CAN(即控制器局域網(wǎng))是理輯總線(xiàn)的典型代表。它是德國的BOSCH公司為現代汽車(chē)應用領(lǐng)先推出的一種多主主機局部網(wǎng)，由于其卓越性能現已廣泛應用于工業(yè)自動(dòng)化、多種控制設備、交通工具，醫療儀器以及建筑、環(huán)境控制等眾多部門(mén)。CAN總線(xiàn)是一種多主總線(xiàn)、通信介質(zhì)可以是雙絞線(xiàn)、同軸電纜或光導纖維。通信速率最高可達1MBPS。它通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數據鏈路層功能，可完成對通信數據的成幀處理。CAN協(xié)議廢除了傳統的站地址編碼，而代之以對通信數據塊進(jìn)行編碼。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)可使網(wǎng)絡(luò )內的節點(diǎn)個(gè)數在理論上不受限制．還可使不同的節點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數據，這一點(diǎn)在分布式控制系統中非常有用。 CAN協(xié)議的數據段長(cháng)度最多為8個(gè)字節，不會(huì )占用總線(xiàn)時(shí)間過(guò)長(cháng)，從而保證了通信的實(shí)時(shí)性。CAN協(xié)議采用CRC檢驗并可提供相應的錯誤處理功熊，保證了數據通信的可靠性。另外，CAN總線(xiàn)采用了多主競爭式總線(xiàn)結構，具有多主站運行和分散仲裁的串行總線(xiàn)及廣播通信的特點(diǎn)。CAN總線(xiàn)上任意節點(diǎn)可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò )上其它節點(diǎn)發(fā)送信息而不分主次，因此可在各節點(diǎn)之間實(shí)現自由通信。 CAN卓越的特性、極高的可靠性和獨特的設計，特別適合工業(yè)過(guò)程監控設備的互連，因此，越來(lái)越受到工業(yè)界的重視，并已公認為最有前途的現場(chǎng)總線(xiàn)之一。 3 測試平臺構建 本文所述的自動(dòng)測試平臺由主節點(diǎn)、從節點(diǎn)和CAN網(wǎng)組成，主節點(diǎn)由測試主機構成。主要用于對被測產(chǎn)品發(fā)送測試命令，并對被測產(chǎn)品返回的測試信息進(jìn)行分析處理處理。每個(gè)從節點(diǎn)上都可安裝一臺待測產(chǎn)品。其系統結構如圖1所示。 
圖1 測試平臺結構 在產(chǎn)品的批量自動(dòng)測試過(guò)程中，最大的難點(diǎn)在于每個(gè)從節點(diǎn)的地址無(wú)法預先標示，這就不能保證主節點(diǎn)與各個(gè)從節點(diǎn)之間進(jìn)行互不干擾并且準確可靠的信息交互。傳統的解決方法一般是通過(guò)硬件來(lái)實(shí)現，即對每個(gè)從節點(diǎn)進(jìn)行硬件編碼，從而唯一的標示每個(gè)從節點(diǎn)。這種實(shí)現方式的優(yōu)點(diǎn)是地址固定、反應快速；但是這種硬件編碼的方式的實(shí)現較復雜、成本較高；并且不夠靈活，一旦檢測工裝需改進(jìn)，改動(dòng)的工作量相當大，該實(shí)現方式主要適應于大量產(chǎn)品的檢測，對于中小批量產(chǎn)品的檢測來(lái)說(shuō)成本過(guò)高�；诖�，本文提出了一種基于自動(dòng)節點(diǎn)探測算法的軟件實(shí)現方式，由于其實(shí)現完全脫離了硬件，因此具有靈活度較高，易擴展的特點(diǎn)，而且其實(shí)現菲常簡(jiǎn)單。 自動(dòng)帶點(diǎn)探測算法的主要思想是：當主節點(diǎn)下發(fā)檢測開(kāi)始的命令后，各從節點(diǎn)自身產(chǎn)生一個(gè)確認碼發(fā)回主節點(diǎn)，瞬時(shí)在本地保存。當主節點(diǎn)收到該確認碼后，在本地遴行搜索，看是否有已對該確認碼賦過(guò)標示號，如“是”則不作處理，如“否”則對該確認碼賦予一個(gè)唯一的標示號。然后每隔一定的周期將確認碼帶標示號以廣播的形式下發(fā)到從節點(diǎn)。各從節點(diǎn)接收到帶標示號的確認碼后，將其與本地保存的確認碼進(jìn)行比較，如果與本地不同，則繼續往主節點(diǎn)發(fā)送確認碼，相反則取出標示號，對自己進(jìn)行標示，同時(shí)停止往主節點(diǎn)發(fā)送確認碼，并把標示號帶確認碼再返回給主節點(diǎn)，告訴主節點(diǎn)本節點(diǎn)已被標示，主節點(diǎn)在收到從節點(diǎn)的反饋信息后，將該標示號置乎“已確認”狀態(tài)，并停止下發(fā)該標識號。至此，從節點(diǎn)標示完成，可繼續進(jìn)行相應的測試任務(wù)。從節點(diǎn)的整個(gè)標示過(guò)程如圖2所示。
圖2從節點(diǎn)標示流程圖 4 應用實(shí)例 根據前述方法，本文針對三一重工股份有限公司自主研發(fā)的工業(yè)顯示屏產(chǎn)品SYLD開(kāi)發(fā)了一個(gè)對其進(jìn)行批量自檢的檢測平臺。待測的SYLD顯示屏構成了從節點(diǎn)，SYLD是一款通用型高性能工業(yè)顯示屏，支持CAN通訊方式。主節點(diǎn)由三一重工股份有限公司自主研發(fā)的遠程監控終端SYMT構成．SYMT可自動(dòng)從衛星下載當前時(shí)間，且其對外接口支持CAN通訊方式。整個(gè)檢測平臺的結構如圖3所示。
圖3 SYLD批量測試平臺結構圖 本文所開(kāi)發(fā)的檢測工裝主要對SYLD顯示屏的顏色、通訊功能以及文件系統進(jìn)行檢測，此外還附有校準系統時(shí)鐘和應用程序燒寫(xiě)等功能。工裝的SYMT端測試程序采用ARM Developer Suite 1.2 編寫(xiě)，SYLD端測試程序采用embedded Visual C++ 4.0 編寫(xiě)。到目前為止，該工裝運行效果良好。SYLD檢測流程如圖4所示。
圖4 SYLD檢測流程 5 結束語(yǔ) 本文通過(guò)實(shí)例論證了所提方法的可行性，并且證明了利用自動(dòng)節點(diǎn)探測方式搭建的電子產(chǎn)品自動(dòng)測試平臺具有易實(shí)現、易擴展、周期短、成本低等特點(diǎn)，具有較大的借鑒意義，可推廣到其他電子產(chǎn)品的測試平臺中。 本文主要創(chuàng )新點(diǎn)在于：利用CAN總線(xiàn)的特點(diǎn)，提出一種用軟件方式實(shí)現的能使掛在CAN總線(xiàn)上的從設備對內身進(jìn)行自動(dòng)地址標示的方法，從而保證其與主設備之間進(jìn)行正確的信息交互。通過(guò)相關(guān)設備的配套，到目前為止成果應用融產(chǎn)生經(jīng)濟效益約10萬(wàn)元。 作者：楊棟 來(lái)源：《微計算機信總》(嵌入式姆SOC)2009年第2-2期 |
