基于can总线的家庭网络设计论文

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1、基于CAN总线的家庭网络设计毕业论文第一章系统的基本概述1．1嵌入式Linux系统简介嵌入式系统技术随着后PC时代的到来，嵌入式系统技术已经成为一个非常瞩目的焦点。目前已广泛应用到信息家电、数据网络、工业控制、医疗卫生、航空航天等众多领域。在硬件方面，各大电子厂商相继推出了自己专用的嵌入式芯片，众多的MP3，PDA，无线上网装置，让人充分感受到了这股强劲之势；软件方面，在PSOS、NECULEUS和WINDOWSCE等嵌入式系统的引领下出现了空前繁荣的局面。近两年来在我国蓬勃发展的Linux操作系统由于价格低廉、功能强大

2、、并可以运行在X86、ALPHA、SPARC、MIPS、ARM等硬件平台上,以及开放原代码等众多优势被用在各项嵌入式产品中。典型的Linux系统经过打包，在拥有硬盘和大容量内存的PC机上运行，嵌入式系统不需要这么高的配置。一个功能完备的Linux内核要求大约1MB内存。而Linux微内核只占用其中很小一部分内存，包括虚拟内存和所有核心的操作系统功能在内，只需占用系统约100K内存。只要有500K的内存，一个有网络栈和基本实用程序的完全的Linux系统就可以在一台8位总线（SX）的Intel386微处理器上运行的很好了。由

3、于内存要求常常是需要的应用所决定的，比如Web服务器或者SNMP代理，Linux系统甚至可以仅使用256KBROM和512KBRAM进行工作。因此它是一个瞄准嵌入式市场的轻量级操作系统。与传统的实时操作系统相比（RTOS），采用象嵌入式Linux这样的开放源码的操作系统的另外一个好处是Linux开发团体看来会比RTOS的供应商更快地支持新的IP协议和其它协议。例如，用于Linux67的设备驱动程序要比用于商业操作系统的设备驱动程序多，如网络接口卡（NIC）驱动程序以及并口和串口驱动程序。核心Linux操作系统本身的微内核

4、体系结构相当简单。网络和文件系统以模块形式置于微内核的上层。驱动程序和其它部件可在运行时作为可加载模块编译到或者是添加到内核。这为构造定制的可嵌入系统提供了高度模块化的构件方法。而在典型情况下该系统需结合定制的驱动程序和应用程序以提供附加功能。嵌入式系统也常常要求通用的功能，为了避免重复劳动，这些功能的实现运用了许多现成的程序和驱动程序，它们可以用于公共外设和应用。Linux可以在外设范围广泛的多数微处理器上运行，并早已经有了现成的应用库。Linux用于嵌入式的因特网设备也是很合适的，原因是它支持多处理器系统，该特性使L

5、inux具有了伸缩性。因而设计人员可以选择在双处理器系统上运行实时应用，提高整体的处理能力。例如，您可以在一个处理器运行GUI，同时在另一个处理器上运行Linux系统。在嵌入式系统上运行Linux的一个缺点是Linux体系提供实时性能需要添加实时软件模块。而这些模块运行的内核空间正是操作系统实现调度策略、硬件中断异常和执行程序的部分。由于这些实时软件模块是在内核空间运行的，因此代码错误可能会破坏操作系统从而影响整个系统的可靠性，这对于实时应用将是一个非常严重的弱点。已经有许多嵌入式Linux系统的示例；可以有把握地说，某

6、种形式的Linux能在几乎任一台执行代码的计算机上运行。1．2CAN总线简介CAN（ControllerAreaNetwork）总线是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议，它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维，通信速率可达1Mbps，通信距离可达10km67，CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码，使网络内的节点个数在理论上不受限制。由于CAN总线具有较强的纠错能力，支持差分收发，因而适合高干扰环境，

7、并具有较远的传输距离。因此，CAN协议对于许多领域的分布式测控是很有吸引力的。目前CAN已成为ISO11898标准，其特性如下：1CAN是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。2CAN协议遵循ISO/OSI模型，采用了其中的物理层、数据链路层与应用层。3CAN可以多主方式工作，本质上也是一种CSMA/CD方式，网络上任意一个节点均可以在任意时刻主动地向网络上的其它节点发送信息，而不分主从，节点之间有优先级之分，因而通信方式灵活；CAN采用非破坏性位仲裁技术，优先级发送，可以大大节省总线冲突促裁时间，在重负荷下表

8、现出良好的性能；CAN可以点对点、一点对多点（成组）及全局广播等几种方式传送和接收数据。4CAN的直接通信距离最远可达10km（传输速度底）；最高通信速率可达1Mbps(传输距离近)。5CAN上的节点数据实际可达110个。6CAN数据链路层采用短帧结构，每一帧为8个字节，易于纠错；CAN每帧信息都有CRC校验及其它检