基于CAN_LIN总线的实时操作系统的设计与实现.pdf

计算机工程2007年5月
第33卷第10期
ComputerEngineeringMay2007
Vol.33No.10

·开发研究与设计技术·文章编号：1000—3428(2007)10—0265—03文献标识码：A中图分类号：TP316.2
基于CAN/LIN总线的实时操作系统的设计与实现

姚勇，涂时亮，陈章龙
(复旦大学计算机科学与工程系，上海200433)

摘要：论述了一个适用于CAN和LIN总线的实时操作系统FDCX08设计和实现，介绍了该系统在一个通用控制器上的应用。FDCX08
主要用于CAN或者LIN或者CAN和LIN混合总线的微控制器上。根据CAN和LIN总线的特点，设计了一个支持各个操作系统之间的任
务通信的邮箱系统，使得该系统可以被当作CAN节点、LIN节点或者网关节点等各种节点。该系统具有实时性强、体积小、系统开销小、
用户接口简单、便于移植等特点，适用于汽车电子、工业控制等使用CAN和LIN总线的场合。
关键词：实时操作系统；CAN总线；LIN总线；MCU
DesignandImplementationforReal-timeOperatingSystem
BasedonCANandLINBus

YAOYong,TUShiliang,CHENZhanglong
(DepartmentofComputerScience&Engineering,FudanUniversity,Shanghai200433)

【Abstract】Thispaperdescribesthedesignandtheimplementationofanembeddedreal-timeoperatingsystem(RTOS):FDCX08,usedforCAN
andLINbus,andintroducesthedesignofausual-controllerbasedonthisoperatingsystem.FDCX08isusedinCAN,LINorCANandLINmixed
bus.AccordingtoCANandLINbus’scharacter,itdesignsamailboxsystem,whichsupportsthecommunicationoftasksamongoperatingsystems,
tomakeFDCX08asCANnode,LINnode,gatewaynoteandsoon.Thissystemisreal-time,lightweight,andsimple-interface,whichmakesit
suitabletobeusedinmanyfields,suchasautoelectronandindustrycontrol,whereCANandLINbusareneeded.
【Keywords】Real-timeoperatingsystem(RTOS);CAN-bus;LIN-bus;MCU

1概述互独立，总线上任何一个节点均可在任意时刻主动地向网络
作为工业总线最重要的网络技术之一，CAN和LIN总线上其它节点发送信息。
被广泛应用于工业控制、汽车电子以及机械电子领域，为了LIN-bus(LocalInterconnectNetwork)即本地互联网络，是
更好地利用CAN和LIN总线，我们设计了一个实时操作系针对低成本应用而开发的汽车串行协议。它对现有CAN网络
统(RTOS)。CAN和LIN总线一般用于8位机和16位机，而进行了补充，支持车内的分层式网络，价格低廉，速度略低。
对于操作系统来说，8位机对资源的要求更加严格，所以，一般而言，使用CAN和LIN总线的场合，都是那些对
我们以8位机为例来实现这个操作系统——FDCX08。实时性要求很高的工业控制、汽车电子领域，而这些领域也
FDCX08主要作为MCU用的操作系统。在整个系统中，非常重视成本。
它可以作为CAN或者LIN总线的一个控制节点。图1为该2.2CAN和LIN总线对操作系统的要求
操作系统应用的典型网络。基于CAN总线和LIN总线的特点，操作系统需要满足
以下的要求：
(1)及时通信
CAN和LIN总线作为一种通信类的总线系统，对其操作
系统的最主要的要求就是及时通信，即任何的通信包都可以
及时、正确地到达目的地。因此，系统必须有一个强大的通
信模块支持这种及时、正确的通信，而且这个模块也必须符
合CAN和LIN总线的特点。
图1FDCX08的典型应用(2)硬件资源限制
2CAN和LIN总线的基本概念及对操作系统的要求CAN和LIN总线系统必须在有限的内存空间和简单的
2.1CAN和LIN总线的基本概念内存管理单元MCU条件下可靠工作，因此操作系统应尽量
CAN-bus(Co