浅析车用CAN系统中网关的特性

引言

网关(Gateway)实际上就是一种模块，它工作的好坏决定了不同的总线、模块和网络相互间通信的好坏。网关就像一个居民小区的门卫，在他让任何客人进大门之前，他得问问客人是否是应邀前来，或者通知某位住户有人来访了。对不兼容但却需要互相通信的总线和网络来说，网关所起的作用就和门卫一样。

1 网关的实质

网关是连接异型网络的接口装置，它综合了桥接器和路由器的功能，汽车网关主要能在OSI参考模型的物理层、数据链路层和应用层上对双方不同的协议进行翻泽和解释。

对于Bosch公司为奔驰600SEL等汽车开发的控制器局域网CANl.2与CAN2.0协议之间的网关，是指为处理多个ECU的核中核CPU之间的通信而提供的一种综合接口装置，实际上就是一个Intel-16位80C196单片微机，而美国三大汽车公司采用的SAE1850网络与Bosch-CAN网络之间的网关，实际上就是一个Intel-16位87C196KR单片微机。

一个网关必须具备有从一个网络协议到另一个协议转换信息的能力，对于CAN协议的网关，应能涉及CAN协议4种帧类型中的两种，即数据帧和远程帧。另外两种错误帧和超限帧，由该网关的CAN芯片硬件控制，因此，可以说网关无附加的响应性。当然，网关必须具备有“状态位”，即在任何一个网络中发生的错误太多时，网关有报警状态位或总线中断状态位，这样，网关就像网络中的节点那样，可以调查总线状态。

对于两个网络之间的网关，其具备尽量少的传输等待时间，信息丢失或超限差错最少，能处理总线出现的差错等特性。

2 网关的布置

如果两个CAN网络执行器是两片独立的芯片（图1），微控制器（单片微机）作为网关，那么，CAN芯片就像灵巧的随机存储器被网关读写。一旦接收到信息，网关就执行接收CAN芯片的外部读操作，接着执行转换信息的逻辑指令，然后执行外部写操作，对第二个网络的CAN芯片作传输编程。

所以说，网关主要是执行外部读、写操作和转换信息标识符，而执行读、写操作的重要技术条件是时间，读、写所要求的时间又取决于网关在CAN芯片接口的定时特性。

图1 网关硬件的布置

3BoschCANl.2-CAN2.0之间的网关结构1991年9月，标准的1.2版本的CAN协议修订为新的2.0版本，新版本的技术关键是增加了信息标识符，也就是说，新的CAN2.0既支持标准的11位，也支持扩展后的29位信息标识。

CAN2.0实施新的信息位，标识扩展位(IDE位)使CAN操作装置能区分标准和扩展格式，但大多数现存的标准CAN-1.2版本不能识别扩展后的信息格式，在实施过程中会响应错误信息。