楊福宇

(重慶工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所，重慶 401123)

IntCAN中為什么需要通信中斷?

楊福宇

(重慶工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所，重慶 401123)

對(duì)CAN總線來(lái)說(shuō)，在通信中間實(shí)現(xiàn)中斷是可能的?；贑AN總線設(shè)計(jì)的IntCAN中有4種(2a、2b、2c、2d)2級(jí)中斷，它們由主節(jié)點(diǎn)發(fā)送。本文說(shuō)明這4種中斷對(duì)應(yīng)用的意義，并以爆胎事故對(duì)抗系統(tǒng)為例，說(shuō)明基于IntCAN的新的TPMS系統(tǒng)是如何兼顧電池能耗與快速響應(yīng)的。

通信中斷；CAN總線；自愈總線；診斷；TPMS

引 言

一般來(lái)說(shuō)，一次通信的任務(wù)是不可以中斷的，只有CAN總線例外，出錯(cuò)之后，CAN有報(bào)錯(cuò)幀來(lái)提前結(jié)束當(dāng)前傳送幀。那么這種中斷能力能否擴(kuò)展，擴(kuò)展了又有什么好處？

IntCAN是在CAN總線基礎(chǔ)上的一種設(shè)計(jì)，目前還在研究之中，它不僅要解決已知的CAN總線的各種安全性問(wèn)題(錯(cuò)幀的漏檢率大、等效離線、假冒錯(cuò)和不一致接收)，而且還考慮了2級(jí)中斷的引入。本文主要分析2級(jí)中斷的各種應(yīng)用的可能性及其給用戶帶來(lái)的好處。希望對(duì)這些問(wèn)題的討論有助于改進(jìn)協(xié)議設(shè)計(jì)，引導(dǎo)系統(tǒng)應(yīng)用功能的提升，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈的形成。

1 2級(jí)中斷如何產(chǎn)生

CAN總線收發(fā)器的輸出有兩個(gè)狀態(tài)：隱位(1)的高阻狀態(tài)和顯位(0)的電平差壓?？偩€上只要有一個(gè)節(jié)點(diǎn)輸出0，所有節(jié)點(diǎn)都會(huì)收到0，寫0的節(jié)點(diǎn)就可以打斷當(dāng)前的傳送，實(shí)現(xiàn)中斷。CAN總線的報(bào)錯(cuò)幀就屬于中斷。

CAN總線的報(bào)錯(cuò)幀由兩部分組成，第1部分是由6～12位0構(gòu)成的報(bào)錯(cuò)標(biāo)志(Error flag)，第2部分是8位1構(gòu)成的報(bào)錯(cuò)幀分界符(Error frame delimiter)。在分界符內(nèi)的顯位按CAN標(biāo)準(zhǔn)是錯(cuò)誤，將會(huì)導(dǎo)致再次報(bào)錯(cuò)。IntCAN因?yàn)樘砑恿酥袛噙@種新的幀形式及其規(guī)定，協(xié)議運(yùn)行狀態(tài)種類大大增加，中斷幀的定義也作了改變，并著重解決各節(jié)點(diǎn)有局部錯(cuò)之后如何恢復(fù)幀收發(fā)的同步，以避免局部出錯(cuò)與相互作用形成的系統(tǒng)崩潰。目前已經(jīng)有了解決方案，不會(huì)出現(xiàn)沖突形成的系統(tǒng)崩潰。

IntCAN中斷幀的第1部分是6位0構(gòu)成的中斷標(biāo)志(Interrupt flag)，第2部分是由兩個(gè)6位數(shù)構(gòu)成的中斷識(shí)別位(Interrupt identification)。當(dāng)識(shí)別位的第一個(gè)6位是6個(gè)1時(shí)，就是1級(jí)中斷，相當(dāng)于原來(lái)CAN總線的報(bào)錯(cuò)幀。所有節(jié)點(diǎn)收到報(bào)錯(cuò)標(biāo)志之后可能有回應(yīng)的報(bào)錯(cuò)(Echo)，與識(shí)別位的第1個(gè)6位重疊，原來(lái)發(fā)送中斷識(shí)別的第1個(gè)6位的節(jié)點(diǎn)將重發(fā)此6位。當(dāng)識(shí)別位的第1個(gè)6位不是6個(gè)1時(shí)，可以是2級(jí)中斷，而由識(shí)別的第2個(gè)6位再細(xì)分分類。例如，識(shí)別的第1個(gè)6位是00 0111(或11 1000)時(shí)，它代表2a級(jí)中斷，識(shí)別的第2個(gè)6位是00 0111時(shí)，整個(gè)中斷代表2a1中斷幀；識(shí)別的第二個(gè)6位是11 1000時(shí)整個(gè)中斷代表2a2中斷幀。

識(shí)別的第1個(gè)6位和第2個(gè)6位的代碼設(shè)計(jì)是專門針對(duì)用途的，主要是能容錯(cuò)，其詳細(xì)內(nèi)容不在本文中解釋。識(shí)別的第1個(gè)6位為實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)，分為a、b、c、d四類，識(shí)別的第2個(gè)6位除2a中斷外，對(duì)容錯(cuò)的要求比較低，所以可以有較多的選擇，不過(guò)，為了簡(jiǎn)化硬件現(xiàn)在只考慮了4種，即每種中斷有4個(gè)子類。

任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤之后可以發(fā)送1級(jí)中斷報(bào)錯(cuò)，而2級(jí)中斷只能由主節(jié)點(diǎn)發(fā)送。如果設(shè)計(jì)中誰(shuí)都可以發(fā)送2級(jí)中斷，那么中斷之間發(fā)生沖突時(shí)的解決方案將非常復(fù)雜：有可能需要更長(zhǎng)的識(shí)別位來(lái)解決容錯(cuò)問(wèn)題，通信控制器的硬件復(fù)雜性將大大增加，而且時(shí)間也會(huì)加長(zhǎng)。

IntCAN所有的2級(jí)中斷管理不僅包括中斷幀的形式，還含有解釋該幀的后續(xù)通信操作規(guī)定，例如等待恢復(fù)原通信的條件。

2 針對(duì)強(qiáng)化物理層故障下存活能力的2a中斷

當(dāng)通信系統(tǒng)遇到了只有改變物理層設(shè)置才能提供繼續(xù)工作的問(wèn)題時(shí)，已經(jīng)無(wú)法可靠地通過(guò)原有的幀傳送來(lái)重新組態(tài)，這時(shí)可以利用2a中斷幀。

2a1中斷之后引導(dǎo)一個(gè)心跳幀，這樣可以知道總線的這一段上哪些節(jié)點(diǎn)在正常通信，并進(jìn)一步推斷是否發(fā)生了斷線。由于2a中斷的容錯(cuò)設(shè)計(jì)，斷線時(shí)終端電阻位置變化引起的讀錯(cuò)也不會(huì)影響。利用2a1中斷實(shí)現(xiàn)自愈總線方案的介紹可借鑒參考文獻(xiàn)[1]。斷線自愈后終端電阻的位置也會(huì)自動(dòng)調(diào)整，保證了自愈后總線上的信號(hào)完整性。需要著重指出的是，這一點(diǎn)對(duì)時(shí)時(shí)處在風(fēng)險(xiǎn)之中的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，(例如坦克、無(wú)人運(yùn)載工具、道彈火箭的拖運(yùn)車輛)，是保持生存和戰(zhàn)斗力的關(guān)鍵措施。

現(xiàn)在許多維修工作是要發(fā)現(xiàn)哪個(gè)ECU不通信了，如果有了2a1中斷引導(dǎo)的心跳記錄，維修時(shí)就很容易，提高了系統(tǒng)的可用性。

2a2中斷用于傳達(dá)改變通信速率的命令。美國(guó)宇航局曾在2008年航天飛機(jī)一次發(fā)射的準(zhǔn)備中發(fā)生了錯(cuò)誤而導(dǎo)致停發(fā)[2]，事后調(diào)查發(fā)現(xiàn)是一個(gè)二極管的結(jié)區(qū)發(fā)生了裂縫，二極管變成了電容。這個(gè)二極管是數(shù)據(jù)鏈(類似STD1553)接口中的，它使4重冗余計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由3-1變?yōu)?-1-1,直到1-1-1-1。在CAN總線中，一般也配有抗靜電與雷擊的瞬態(tài)電位抑制二極管TVS，如果發(fā)生類似故障變?yōu)殡娙荩蜁?huì)影響信號(hào)轉(zhuǎn)變速度，造成錯(cuò)誤,此時(shí)如果降低位速率可以改善出錯(cuò)情況。

另一種情況是現(xiàn)場(chǎng)干擾。Siemens VDO汽車部門電磁兼容實(shí)驗(yàn)室主任David Ladd曾提到，在歐洲有些高速公路跨越處，由于下面高壓線的電磁干擾，有些車的控制器受影響而出現(xiàn)熄火現(xiàn)象[3]，還出現(xiàn)過(guò)無(wú)線電通信等設(shè)備對(duì)車干擾致使車行駛失常的情況。在車內(nèi)，由于設(shè)備接地變壞，造成由電源或總線進(jìn)入CAN總線的干擾增加。

此時(shí)，主節(jié)點(diǎn)會(huì)發(fā)現(xiàn)總線上的錯(cuò)誤較多，因?yàn)槌鲥e(cuò)之后，節(jié)點(diǎn)的錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器增減速率對(duì)比變大，容易進(jìn)入消極報(bào)錯(cuò)(Error passive)和離線(bus off)狀態(tài)，使故障擴(kuò)大。安全策略在降低位速率的同時(shí)也使一些次要的應(yīng)用讓出帶寬，但現(xiàn)在的CAN總線沒(méi)有一個(gè)可靠的可用通知管道。在通知過(guò)程中出錯(cuò)就會(huì)使一部分節(jié)點(diǎn)以較低的位速率工作，一部分節(jié)點(diǎn)以原位速率工作，沖突會(huì)造成更大范圍的失效。用IntCAN之后，主節(jié)點(diǎn)可以發(fā)送2a2中斷，讓所有節(jié)點(diǎn)在收到此幀后改為預(yù)定的較低位速率運(yùn)行，改善出錯(cuò)情況。由于2a2的跳變少，而且容錯(cuò)、接收節(jié)點(diǎn)誤讀的可能性就變小，系統(tǒng)就能一致地降到低位速率。此種故障-降額運(yùn)行方案，在限制車速、可能增加排放、降低燃油效率等不利情況下，保證了最基本的安全運(yùn)動(dòng)功能。

另外，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后，主節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤較少或沒(méi)有時(shí)，可以通過(guò)低速的常規(guī)幀(或者其他的2級(jí)中斷幀)告訴所有節(jié)點(diǎn)恢復(fù)原速度傳送，檢查造成原來(lái)錯(cuò)誤多現(xiàn)象的原因是否已經(jīng)消失，從而形成一種自適應(yīng)方案。

這類應(yīng)用具有普遍的意義，例如飛行器在敵方電磁攻擊下保證飛行，保存戰(zhàn)斗力，民用電網(wǎng)控制設(shè)備等在恐怖分子電磁攻擊下維持運(yùn)行，不會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性后果。

3 針對(duì)降低成本的2b中斷

2b類中斷提供一種IntCAN芯片引腳的直接開(kāi)閉控制，無(wú)需節(jié)點(diǎn)軟件的時(shí)間開(kāi)銷,這是從現(xiàn)代車控趨勢(shì)而來(lái)的一種推測(cè)。由于許多安全攸關(guān)的應(yīng)用在軟硬件上要求的提高，ECU主計(jì)算芯片會(huì)越來(lái)越強(qiáng)大，有些芯片已經(jīng)有了冗余通道+鎖步運(yùn)行，以后還會(huì)出現(xiàn)更高級(jí)的對(duì)各寄存器作冗余的多核多通道表決用的芯片。但是這無(wú)疑會(huì)使ECU的成本大大提高，所以一種可能的發(fā)展方向是減少外圍節(jié)點(diǎn)的功能來(lái)強(qiáng)化核心ECU。當(dāng)推出新的控制算法時(shí)，只是在核心ECU中添加軟件。此時(shí)外圍節(jié)點(diǎn)只是從事日常的設(shè)備診斷、檢測(cè)和執(zhí)行，就可以選用較低檔的芯片。診斷信息將通過(guò)通信告知核心ECU、黑匣子。當(dāng)核心ECU有緊急的消息要控制對(duì)象時(shí)，有兩種方法可以傳送到對(duì)象：一種是直接硬接線，另一種是通過(guò)總線。IntCAN的2b類中斷就是代替硬接線，從而在極小延遲的情況下節(jié)省線束的重量、體積。

延遲小在一些可能的應(yīng)用中是很重要的。例如圖1中攝像機(jī)節(jié)點(diǎn)判定發(fā)生碰撞已不可避免時(shí)，趁碰撞尚未發(fā)生時(shí)，它就要關(guān)斷輸油泵，并打開(kāi)所有門鎖，開(kāi)啟天窗，可能還要閃爍車燈，發(fā)送無(wú)線求助請(qǐng)求，最后啟動(dòng)安全氣囊。另一個(gè)例子是飛機(jī)或?qū)椬粉櫿`差增大，瞄準(zhǔn)裝置發(fā)現(xiàn)目標(biāo)有逃離中心的趨勢(shì)時(shí)，立即采用次優(yōu)的攻擊策略發(fā)射導(dǎo)彈，不失戰(zhàn)機(jī)。

雖然一個(gè)節(jié)點(diǎn)只控制2個(gè)引腳的開(kāi)閉，實(shí)際上這個(gè)引腳可以有硬件的擴(kuò)展方法，例如譯碼線路、移位寄存器等。

圖1 用2b中斷直接操作對(duì)象開(kāi)閉

4 針對(duì)靈活調(diào)度需要的2c中斷

2c中斷功能類似于2b中斷，但它更加靈活。用濾波器設(shè)置使只有匹配的節(jié)點(diǎn)才能接收該幀并采取行動(dòng)。這些行動(dòng)包括啟動(dòng)某種任務(wù)(含開(kāi)關(guān)特定引腳)。它的響應(yīng)很快，因?yàn)橹饕奶幚矶际窃谟布羞M(jìn)行。這些運(yùn)行控制用常規(guī)數(shù)據(jù)幀的方式也可以，但在intCAN中用中斷幀會(huì)更加靈活、快速。

學(xué)術(shù)界對(duì)于事件觸發(fā)調(diào)度與時(shí)間觸發(fā)調(diào)度的爭(zhēng)論由來(lái)已久，現(xiàn)在比較傾向于用時(shí)間觸發(fā)調(diào)度機(jī)制來(lái)保證消息送達(dá)時(shí)間的可預(yù)知性，例如TTP/C和FlexRay協(xié)議。但是這些協(xié)議仍然存在問(wèn)題，比如傳送中出現(xiàn)錯(cuò)誤怎么辦？這些協(xié)議的解決辦法是用物理上的兩套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)冗余，但兩套系統(tǒng)也會(huì)同時(shí)出錯(cuò)[4]。兩套系統(tǒng)中有的節(jié)點(diǎn)因局部原因同時(shí)出錯(cuò)而與其他節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)不一致接收怎么辦？它們沒(méi)有解決，所以這個(gè)爭(zhēng)論并未結(jié)束。

IntCAN傳承了CAN總線的報(bào)錯(cuò)機(jī)制，出錯(cuò)時(shí)可以自動(dòng)重發(fā)，報(bào)錯(cuò)也能使全局取得一致。

為了在時(shí)間觸發(fā)調(diào)度中加入報(bào)錯(cuò)，提出了一種弱的時(shí)間同步方法Flexstep，把時(shí)隙(slot)的概念換成步(step)，step的開(kāi)始時(shí)刻與原來(lái)slot的開(kāi)始時(shí)刻對(duì)應(yīng)，但是它可以延遲開(kāi)始，在無(wú)發(fā)送時(shí)可以追趕原定的開(kāi)始時(shí)刻。step的推進(jìn)由兩個(gè)條件之一決定：如果總線上已經(jīng)開(kāi)始發(fā)送，那么以成功收發(fā)結(jié)束進(jìn)入下一步，這樣就可以容納出錯(cuò)自動(dòng)重發(fā)；如果總線上沒(méi)有開(kāi)始發(fā)送，那么原定下一步開(kāi)始時(shí)間到時(shí)進(jìn)入下一步。這樣，消息的送達(dá)時(shí)間會(huì)因報(bào)錯(cuò)/重發(fā)而造成小的抖動(dòng)，但不會(huì)有原來(lái)時(shí)間觸發(fā)調(diào)度產(chǎn)生丟幀、不一致性。由于Flexstep是弱時(shí)間觸發(fā)調(diào)度，所以同樣重要性的幀不會(huì)因ID設(shè)置的限制而在送達(dá)時(shí)間上出現(xiàn)大的差別。

由于step開(kāi)始時(shí)間有一定范圍的靈活性，所以引申出新的調(diào)度方案。每一個(gè)幀或節(jié)點(diǎn)被指定在某個(gè)step發(fā)送，可以按不同節(jié)點(diǎn)所需帶寬離線預(yù)分配好。如果因?yàn)槟撤N原因，這個(gè)step沒(méi)有在開(kāi)始處的小窗口開(kāi)始原定發(fā)送，那么這個(gè)step可以被其他節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送。可參與競(jìng)爭(zhēng)的有原來(lái)的非周期性消息，以及預(yù)定在下一步但已提前就緒的周期性消息，后者可使空閑順延，有利于充分利用帶寬。

這種調(diào)度方法可方便未來(lái)的應(yīng)用，例如車聯(lián)網(wǎng)中的實(shí)時(shí)診斷數(shù)據(jù)上傳需要較大的帶寬，如果有些step傳送的消息處于穩(wěn)態(tài)(如節(jié)氣門開(kāi)度沒(méi)有變化)的話，則主節(jié)點(diǎn)可通過(guò)2c3中斷，使這些節(jié)點(diǎn)省下所預(yù)定的step。又如有緊急的事件(碰撞)發(fā)生了，為了特定目的需要傳送更多的幀，重要性較低的幀(例如為精細(xì)排放控制或提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率而設(shè)的某些修正參數(shù))可以在短時(shí)內(nèi)讓出它們的step，而2c4中斷可用于收回帶寬，恢復(fù)正常運(yùn)行。

5 針對(duì)提高診斷能力的2d中斷

2d中斷幀是一種新的工具。節(jié)點(diǎn)收到2d中斷幀后要停止一段時(shí)間的發(fā)送，等待主節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)任意優(yōu)先級(jí)的幀，后續(xù)的處理取決于2d子類的定義。

例如收到 2d1 及主節(jié)點(diǎn)發(fā)送的一個(gè)任意優(yōu)先級(jí)的幀后，它可以恢復(fù)競(jìng)爭(zhēng)性發(fā)送，或者恢復(fù)Flexstep的調(diào)度發(fā)送。收到 2d2、2d3 及主節(jié)點(diǎn)發(fā)送的一個(gè)任意優(yōu)先級(jí)的幀后，等待一定空閑時(shí)間才恢復(fù)原來(lái)的發(fā)送調(diào)度機(jī)制，所以2d中斷可以強(qiáng)力干預(yù)通信過(guò)程。

在信息安全領(lǐng)域，這種中斷將很有意義。例如當(dāng)懷疑有黑客侵入車內(nèi)系統(tǒng)時(shí)，駕駛員不僅要禁止車與外網(wǎng)的連接，而且要恢復(fù)原來(lái)曾成功的設(shè)置，就像重啟 Windows一樣。此時(shí)駕駛員不必知曉動(dòng)作的細(xì)節(jié)，只要按一個(gè)按鈕就行。與按鈕相連的主節(jié)點(diǎn)發(fā)送2d1中斷幀,此中斷優(yōu)先級(jí)可以超越所有常規(guī)幀，不管黑客植入什么，系統(tǒng)是否正在被病毒操作，仍能停止其干擾。節(jié)點(diǎn)在收到2d1中斷及其后續(xù)幀后，恢復(fù)到后備設(shè)置，或其他預(yù)定的工作模式。

在診斷和維修過(guò)程中，如果能夠設(shè)置ECU所需的輸入值，就可能很快地找到問(wèn)題所在。2d2中斷可提供這一特性，2d2中斷后隨一個(gè)主節(jié)點(diǎn)發(fā)送替代輸入值，如果再與其他手段配合，加上禁止原來(lái)節(jié)點(diǎn)所發(fā)的這個(gè)輸入值，就可以實(shí)現(xiàn)在線診斷。

收到2d3 中斷及其后續(xù)的幀后，節(jié)點(diǎn)要等待一段時(shí)間，等收到另一個(gè)幀后才恢復(fù)常規(guī)通信。例如主節(jié)點(diǎn)可發(fā)送一個(gè)遠(yuǎn)程請(qǐng)求幀(要知道某ECU的內(nèi)部狀態(tài))，對(duì)應(yīng)ECU就回復(fù)其數(shù)據(jù)，此時(shí)用中斷嵌入的請(qǐng)求得到的是實(shí)時(shí)狀態(tài)。如果需要，只要標(biāo)識(shí)符夠用，甚至可診斷到ECU的特定寄存器，就像單片機(jī)開(kāi)發(fā)中的debug過(guò)程一樣。用這一工具可以開(kāi)發(fā)出更先進(jìn)的診斷軟件與標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)時(shí)在線診斷能力可以極大地減少維修所需時(shí)間，增強(qiáng)可用性(availability)。

[5]轉(zhuǎn)述：2006年GE、Ford、Daimler Chrysler三大車廠售出2.08千萬(wàn)輛車，總保修費(fèi)支出達(dá)153.4億美元(折算到每車為700美元)，涉及零件失效、更換、不準(zhǔn)確的投訴、客戶不滿等。而更換零件診斷時(shí)，故障條件不能重現(xiàn)，正常工作的零件被不必要地更換、有故障的零件仍在車上的情況常常發(fā)生。在4年中的電子點(diǎn)火模塊中標(biāo)為NFF(未發(fā)現(xiàn)錯(cuò))而更換的占25%～80%，可見(jiàn)實(shí)時(shí)在線診斷的經(jīng)濟(jì)意義。無(wú)人駕駛車已是現(xiàn)在的潮流，必須用實(shí)時(shí)在線診斷才能快速找到問(wèn)題的根源，并推理出是一種失效、還是一種臨界但仍安全的情況，才能保證安全、容錯(cuò)而連續(xù)性地工作。

實(shí)時(shí)在線診斷對(duì)ECU開(kāi)發(fā)以及生產(chǎn)過(guò)程的校驗(yàn)也是非常有用的工具。

6 新能力引出新方案

通信中傳送中斷是一種前所未有新的能力，在前面提到了加強(qiáng)功能安全，實(shí)現(xiàn)硬件容錯(cuò)，保證故障-降額運(yùn)行的可靠實(shí)行，擴(kuò)充和加速在線診斷能力，提供新的靈活調(diào)度能力，替代硬接線節(jié)省成本等可能性。此外中斷的快速響應(yīng)機(jī)制有可能引起新的系統(tǒng)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

以對(duì)抗爆胎故障為例，現(xiàn)在的胎壓檢測(cè)控制系統(tǒng)對(duì)車胎內(nèi)壓力的變化不斷檢測(cè)，通過(guò)無(wú)線方式傳送出去，由于采用電池供電，檢測(cè)周期越長(zhǎng)越省電，也就沒(méi)有更換電池的麻煩。但是該系統(tǒng)只是預(yù)防胎壓超值引起的爆胎，沒(méi)有考慮有尖銳物刺破輪胎時(shí)的爆胎。爆胎時(shí)，這個(gè)輪子將難以參與驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)以及支撐，所以會(huì)涉及車的方向、傾斜，就與許多系統(tǒng)存在耦合關(guān)系。假定兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪中有一個(gè)爆胎了，車會(huì)轉(zhuǎn)向，慣性會(huì)使轉(zhuǎn)向后的車翻車。由于人的反應(yīng)時(shí)間至少需要0.1～0.2 s，所以保護(hù)方案的反應(yīng)時(shí)間至少需快于人，而剎車、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器部分的反應(yīng)時(shí)間是固定的，所以能夠加快的是控制與通信。

TPMS發(fā)現(xiàn)爆胎報(bào)警需要4～6 s，時(shí)間太長(zhǎng)了，根本無(wú)法防止事故的擴(kuò)大。設(shè)想一種利用中斷喚醒無(wú)線發(fā)送的方法:假定開(kāi)機(jī)以后傳感器每分鐘送一次溫度、壓力數(shù)據(jù)(這對(duì)緩慢變化的溫度壓力已經(jīng)足夠)，達(dá)到省電的目的；在車身主節(jié)點(diǎn)處有一個(gè)爆胎聲傳感器，發(fā)生爆胎時(shí)通過(guò)2b1中斷通知輪胎附近的無(wú)線喚醒單元供電，傳感器內(nèi)的接收天線收到啟動(dòng)信號(hào)(傳感器內(nèi)部天線部分不耗電)，立即采樣壓力并傳送胎壓數(shù)據(jù)到胎壓儀，然后胎壓儀判斷本車有沒(méi)有爆胎，是哪個(gè)胎爆了。車身主節(jié)點(diǎn)再送2d3中斷，讀取胎壓儀的信號(hào)，就可以作相應(yīng)處理了。

這樣的方案響應(yīng)時(shí)間主要取決于無(wú)線傳送喚醒時(shí)間，可能在數(shù)ms之內(nèi)。該方案當(dāng)然也可以用通常的通信幀實(shí)現(xiàn)，然而在CAN總線中，最高優(yōu)先級(jí)的消息仍可能被傳送中的低優(yōu)先級(jí)幀阻斷，所以這一方案的二次通信可能被阻斷270位, 絕不可能像用IntCAN中斷那樣快，何況爆胎信號(hào)能否取最高優(yōu)先級(jí)也是未定之事。

結(jié) 語(yǔ)

IntCAN提供了已有通信協(xié)議從未具有的能力，不僅能分享已有通信協(xié)議市場(chǎng)的蛋糕，而且可把市場(chǎng)做大，希望有更多的人參與進(jìn)來(lái)。

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Why do We Need Communication Interrupt in IntCAN?

Yang Fuyu

(Chongqing Industrial Automation Instrument Research,Chongqing 401123,China)

It is feasible to implement interrupts in CAN bus.IntCAN bus is designed based on CAN bus,which has four kinds of second priority interrupts (including 2a,2b,2c and 2d) that can be sent by a master node.The value of the four kinds of interrupt to the applications is described in this paper.Finally,taking blowout accident counter measure system as an example, the paper explains that how to balance the battery energy consumption and rapid response of the new TPMS system based on IntCAN.

communication interrupt;CAN bus;self-healing bus;diagnosis;TPMS

TP302.8

A

士然

2015-03-02)