基于ARM9 的嵌入式车载网关的软硬件系统设计.pdf

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1、基于ARM9的嵌入式车载网关的软硬件系统设计DesigntofEmbeddedCarGatewaySoftwareandHardwareSystemBasedonARM9（吉林大学计算机科学与技术学院，符号计算与知识工程教育部重点实验室）秦贵和宋益青李宝玲QinGuiheSongYiqingLiBaoling摘要：介绍了一种基于ARM9的嵌入式车载网关的软硬件系统设计，简要阐述了车载LIN网络，CAN网络与互联网通过该网关的连接方案，详细介绍了基于AMR9和Linux环境下的LIN协议编程、CAN设备驱动程序开发、网络编程,该研究对

2、将来智能网络汽车的广泛应用有着重要而现实的意义.关键词：网关;CAN;嵌入式;ARM中图分类号:TP273＋.5文献标示码：A文章编号：Abstract：ThedesignofembeddedcargatewaysoftwareandhardwaresystembasedonARM9isintroducedinthispaper,TheplanwhichconnectsLINNetworkandCANNetworkwithInternetbythegatewayisdescribedinbrief,TheprogrammingofL

3、INprotocol、thedevelopmentofCANequipmentdriver、socketprogrammingbasedonARM9andLinuxisdetailedlypresented.Thisstudyisofimportantandpracticalsignificancetotherealizationandapplicationofintelligentnectarinthefuture.Keywords：gateway;CAN;Embedded;ARM1引言伴随着中国经济的发展，在汽车和互联网日益普及

4、的今天，有很多汽车厂商提出了网络汽车的概念，世界很多知名汽车厂商也推出了很多基于网络的概念车，汽车不单纯是一个交通工具，而是一个集交通、娱乐、通讯、办公于一体的工具，其组成具体包括：1，发动机和动力传动集中控制系统，2，底盘综合控制和安全系统，3，智能车身电子系统，4,通讯与信息、娱乐系统，这种网络汽车的优越性具体表现在：1,便于与外界实时沟通，2，娱乐性更强，3，可以进行在线故障查询和诊断，查找故障更容易，4，可以通过互联网进行远程控制，安全性更高。随着单片机技术的发展和32位高性能单片机的大量涌现，这种概念正在变成现实，本文就是

5、基于这样想法，提出了一种基于ARM9和嵌入式Linux让汽车上网的车载网关设计和实现方案。先介绍一下汽车上最常见的两种控制网络：CAN（ControllerAreaNetwork）网络和LIN（LocalInterconnectNetwork)）网络，1986年2月，在SAE（汽车工程师人员协会）大会上，Bosch公司提出了CAN，这是迄今为止很成功的一个网络协议，今天，几乎每一辆在欧洲生产的新轿车都至少装配有一个CAN网络系统，CAN网络被广泛用于汽车发动机控制，智能车身电子系统，车身通讯等等汽车应用的各个方面。LIN网络是由欧洲

6、制造商协会开发适用于汽车内进行低成本，短距离，低速网络通信，其用途是传输开关设置状态以及对开关变化响应，是针对这种低成本应用而开发的汽车串行总线，是对现行CAN网络的补充，本文所介绍的网关就是基于这两种网络和互联网之间的互连。2嵌入式车载网关的软硬件设计2.1车载网关的硬件电路硬件结构原理图如图一所示：宋益青：硕士研究生国家发改委基金资助项目:基于IPV6的车载信息系统项目编号:CNGI－04－1－2D以太网控制芯片万维网（DM9000）MCU-ARM920TS3C2410ARM串口1ARMSPI口0LIN总线收发器CAN总线控制器

7、TJA1020MCP2510CAN总线收发器Lin网络总线PCA82C250CAN网络总线图一：硬件结构原理图各主要模块基本组成如下：1微处理器MPU本系统采用的嵌入式微处理器是Samsung公司的S3C2410。该处理器基于ARM920T内核，采用5级流水线和哈佛结构，是高性能和低功耗的硬宏单元，主频高达203MHz；扩展总线最大频率100MHz，32位数据，27位外部地址，集成三个UART（系统中用的是UART1），两路SPI（系统中用的SPI0），10M/100M以太网接口，网卡芯片采用的是DM9000；DM9000是一块全集

8、成的单片快速MAC控制器，带通用处理器接口，4K双字节DRAM，提供10/100M的以太网接入。2LIN总线收发器TJA1020TJA1020是Lin总线主从协议控制器和Lin物理总线之间的接口，适用的波特率可从2.4到20Kbit、