嵌入式Win CE中CAN總線控制器的驅(qū)動設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

摘 要：CAN總線是一種具有國際標(biāo)準(zhǔn)且性價比較高的現(xiàn)場總線，在當(dāng)今自動控制領(lǐng)域的發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。這里簡要地介紹了CAN總線及其控制器sJAl000的工作原理和Win CE下流接口驅(qū)動程序的相關(guān)知識。采用Win CE流接口驅(qū)動程序實(shí)現(xiàn)對CAN控制器訪問并操作，并詳細(xì)地分析了SJA1000驅(qū)動程序的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)，并使用Platform Builder將驅(qū)動編譯進(jìn)內(nèi)核，以動態(tài)鏈接庫的形式提供給用戶，為進(jìn)一步開發(fā)嵌入式Win CE操作系統(tǒng)系統(tǒng)下CAN總線設(shè)備提供了一個良好的底層硬件驅(qū)動支持。
關(guān)鍵詞：CAN總線；SJAl000；WinCE；流接口驅(qū)動；Platform Builder

0 引 言
近年來，由于消費(fèi)電子、計算機(jī)、通信(3c)一體化趨勢日趨明顯，嵌入式系統(tǒng)再度成為研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。嵌入式操作系統(tǒng)(：Real-time Embedded OperatingSystem，RTOs或EOs)作為一種實(shí)時的、支持嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的操作系統(tǒng)軟件，成為嵌入式系統(tǒng)(包括硬、軟件系統(tǒng))極為重要的組成部分，通常包括與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動軟件、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動接口、通信協(xié)議、圖形界面、標(biāo)準(zhǔn)化瀏覽器Browser等。Windows CE操作系統(tǒng)就是微軟公司從整體上為有限資源平臺設(shè)計的多線程、完整優(yōu)先權(quán)、多任務(wù)的操作系統(tǒng)Win CE支持各種處理器產(chǎn)品家族，包括x86，Xscale，ARM，MIPS和SH系列。它的模塊化設(shè)計允許它對從掌上電腦到專用工業(yè)控制器的用戶電子設(shè)備進(jìn)行定制，選擇系統(tǒng)模塊和組件的多少決定了所需內(nèi)存的大小。
Windows CE操作系統(tǒng)之所以能夠支持各種各樣的硬件設(shè)備，是因?yàn)閷γ恳豢钣布O(shè)備，都有其對應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動程序，否則這款硬件就無法在Windows CE下正常工作。win CE提供了4種設(shè)備模型，其中2種是專門用于Win CE的模型，另外2種外部模型來自其他的操作系統(tǒng)?；赪in CE的兩種模型是本機(jī)的設(shè)備驅(qū)動程序和流接口的驅(qū)動程序；兩種外部模型用于通用串行總線(USB)和網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器接口標(biāo)準(zhǔn)(NDIS)驅(qū)動程序。下面針對Win CE系統(tǒng)下基于三星公司的ARM9內(nèi)核芯片S3c2410的CAN總線控制器SJAl000，以流接口驅(qū)動程序形式進(jìn)行設(shè)計。

l CAN總線及控制器工作原理
控制器局域網(wǎng)CAN是由ISO定義的串行通信總線，主要用于各種過程檢測及控制。它是一種多主總線，通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光導(dǎo)纖維。通信速率可達(dá)1 Mb／s。cAN總線通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對通信數(shù)據(jù)的成幀處理，包括位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余檢驗(yàn)、優(yōu)先級判別等項(xiàng)工作。它的基本設(shè)計規(guī)范要求有高位速率和高抗電磁干擾性，而且能夠檢測出產(chǎn)生的任何錯誤。由于cAN串行通信總線具有這些特性，它很自然的在汽車制造業(yè)以及航空工業(yè)中受到廣泛應(yīng)用。
SJAl000是一種獨(dú)立控制器用于移動目標(biāo)和一般工業(yè)環(huán)境中的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)控制(CAN)。它是Philips半導(dǎo)體公司的PC．A82(；200 CAN控制器(BasicCAN)的替代產(chǎn)品。而且它增加了一種新的工作模式(PeliCAN)，這種模式支持具有很多新特性的CAN2．0B協(xié)議。其內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)如下圖1所示。

CAN核心模塊控制CAN幀的發(fā)送和接收。接口管理邏輯負(fù)責(zé)連接外部主控制器，該控制器可以是衛(wèi)星控制器件或任何其他器件。經(jīng)過SJAl000復(fù)用的地址／數(shù)據(jù)總線訪問寄存器和控制讀／寫選通信號都在這處理。SJAl000的發(fā)送緩沖器能夠存儲一個完整的報文(擴(kuò)展或標(biāo)準(zhǔn)的)。當(dāng)主控制器初始化發(fā)送，接口管理邏輯會使CAN核心模塊從發(fā)送緩沖器讀CAN報文。當(dāng)收到一個報文時，CAN核心模塊將串行位流轉(zhuǎn)換成用于驗(yàn)收濾波器的并行數(shù)據(jù)。通過這個可編程的濾波器，SJAl000能確定主控制器要接收哪些報文。所有收到的報文由驗(yàn)收濾波器驗(yàn)收并存儲在接收FIFO。儲存報文的多少由工作模式?jīng)Q定，最多能存儲32個報文。