基于DSP的高低速CAN总线汽车控制系统设计

　　随着现代汽车性能的不断提升，新的控制功能不断增加，如中央门锁、灯光控制、玻璃升降、后视镜调节、天窗控制、座椅调节和点火延时控制等。

　　传统的控制系统多采用继电器和独立模式控制，使得车内线束过多且布线复杂，从而造成了严重的电磁干扰，导致系统的可靠性下降。目前，很多汽车采用CAN总线将整个汽车控制系统联系起来统一管理，实现数据共享和相互之间协同工作，使车内线束布线方便可靠，提高了汽车整体的安全性和性价比，增强了自身的竞争力。而各个控制单元对系统的响应时间要求不一样，如防抱死制动系统(ABS)、驱动防滑系统(ASR)、电控行驶平稳系统(ESP)、安全气囊(SRS)等对系统实时性要求较高;照明控制、空调控制等对系统的响应时间要求则相对较低。

　　由于计算机控制单元越来越多，采用单网络CAN总线负荷越来越重，通过以DSP作为系统主控制器并兼作网关(对CAN总线间待传数据信息作智能化处理，确保只有某类特定的信息才能在网络间传输)，对实时性要求较高的控制单元采用高速CAN网络传输，对实时性要求相对较低的控制单元采用低速CAN网络传输，不仅可以提高系统抗电磁干扰性，而且还可以简化传输线束，提高传输可靠性。

　　1. 基于DSP的汽车计算机控制系统

　　1.1 TMS320LF2407A功能简介

　　选用TI公司的16位定点DSP TMS320LF2407A作为主控制器并兼作网关。该型DSP系统时钟可达40M，运算速度为40MIPS, 片内有高达32K字FLASH程序存储器，高达1.5K字的数据/程序RAM以及2K字的SARAM和544字的DARAM，内嵌16通道10位的A/D转换器、SPI/SCI/CAN2.0B模块以及看门狗定时器模块，资源丰富，接口方便，特别适合于象汽车计算机控制等实时性和可靠性要求很高、电磁干扰严重的场合。

　　1.2 系统实现

　　汽车计算机控制系统已经广泛涉及到动力、安全、环保、节能、舒适等诸多方面，各种控制系统的电控单元(ECU)相互紧密联系，需要进行大量数据的实时通信，而且为了满足各子系统的实时性要求必须对汽车公共数据进行共享。因此在构建CAN总线控制系统中，总是希望CAN通信控制网络具有较高的波特率和可靠性。但若整辆汽车的所有节点都挂在一个CAN网络上，众多节点通过一条CAN总线进行数据通信，就很容易出现总线负载过大，导致系统实时响应速率下降。因而在对汽车各节点的实时性进行分析后，设计了基于TMS320LF2407A的高低速CAN通信网络，将实时性要求较高的节点组成高速CAN通信网络，将实时性要求相对较低的节点组成低速CAN通信网络，并架设网关将这两种速率不同的CAN通信网络连接起来，实现全部节点之间的数据共享。整辆汽车的通信网络拓扑结构如图1所示。