摘要：介绍了光纤单can网络的工作特点及其不足。为提高光纤can网络的生存性，设计了光纤can总线自愈环网。采用塑料地（pof）为传输介质，用波长为650nm的红光光电收发器件实现光/电转换。分析了can网络数据帧的结构特点，给出了基于cpld的自愈接口电路的实现方法。通过组建车载光纤can总线自愈环网，证明该网络不但具有自愈功能，还能消除光纤can环形网络中的阻塞现象。

关键词：can 自愈环 cpld 接口电路 塑料光纤

can总线是德国bosch公司于20世纪80年代初为解决汽车中众多数据交换而开发的一种串行数据通信协议。由于其具有卓越的特性，can总线成为目前公认的几种最有前途的现场总线之一。can总线的传输介质可以是双绞线、光纤和同轴电缆。目前双绞线can总线已得到了广泛应用，各项技术已经成熟。双绞线can网络在技术在容易实现、造价低廉，且对环境电磁辐射有一定抑制能力。但是当工作环境特别复杂时，其抗干扰能力并不十分令人满意。如在电动汽车现场，情况较为复杂，车载电气系统会产生强电磁干扰，将导致双绞线can网络不能正常工作。与双绞线和同轴电缆相比，光纤的优越性能--强大的抗emi能力引起人们的关注。为进一步提高can网络的性能，应采用光纤作传输介质。由于车载局域网传送距离短，同时为了降低车载光纤can网络的成本，可选用塑料光纤(pof)作为传输介质。塑料光纤在高速短距离通信传输中成本低、易连接、可绕性好、重量轻，故组网成本低。德国宝马公司在2002年3月上市的最高级新款轿车"bmw7系列''中采用于50m pof构筑车内局域网。

光纤can网作为一种工业底层控制局域网，其拓扑结构与常用局域网一样，基本拓扑结构有总线形、环形和晕形。在光纤单环can网络中，由于器件的延时将导致环路信号自激，使环形can网络堵塞(或称为锁死)。为遵守can总线控制器在链路层的协议，应设计一种光纤can单环网专用逻辑控制单元lcu。该单元的功能是：对can总线数据实现收发控制，即主节点对接收到的数据不转发，当数据沿光纤环回到原发送节点时，立即被剔除；从节点对接收数据实现转发。同时还可消除环形光纤can总线网络的自激现象，保证环网不被堵塞。

q光纤单环网络中，节点或链路的故障可能造成网络的瘫痪。为了提高光纤环网的生存性，应构成具有自愈功能的光纤双环自愈网。

图1

1 光纤自愈环can网总体设计

1．1 光纤自愈环结构

光纤自愈环can网络如图1所示。该网络有两条光纤环路--顺时针环和逆时针环，各节点can控制器sjal000通过接口电路与双环光纤网相连，接口电路由altera公司出产的复杂可编程逻辑器件(cpld)epm7128s、两个光发送器ledr和ledl、两个光接收器pinr和pinl组成。