CANopen综合开发方案

CANopen产品集萃中国单片机公共实验室CANopen协议综合开发方案（V3.1）中国单片机公共实验室2006年7月应用层通信标准。CANopen是CAN-in-Automation(CiA)定义的标准之一，并且在发布后不久就获得了广泛的承认。尤其是在欧洲，CANopen被认为是在基于CAN的工业系统中占领导地位的标准。CANopen协议集基于所谓的“通信子集”，该子集规定了基本的通信机制及其特性。大多数重要的设备类型，例如数字和模拟的输入输出模块，驱动设备，操作设备，控制器，可编程控制器或编码器，都在称为“设备子集”的协议中进行描述。设备子集定义了不同类型的标准设备及其相应的功能。依靠CANopen协议集的支持，可以对不同厂商的设备通过总线进行配置和系统重构。CANopen标准最核心的部分是通过对象字典（ObjectDictionary）对设备功能进行描述。对象字典分为两部分，第一部分包括基本的设备信息，例如设备ID，制造商，通信参数等等。第二部分描述了特殊的设备功能。一个16位的索引和一个8位的子索引唯一确定了对象字典的入口。通过对象字典的入口可以对设备的“应用对象”进行基本网络访问，设备的“应用对象”可以是输入输出信号，设备参数，设备功能和网络变量等等。CANopen设备的功能及特性以电子数据单（EDS）的形式描述，EDS采用ASCII格式，可以将EDS理解成某种形式的表格。实际的设备设置通过所谓的设备配置文件（DCF）进行描述。EDS和DCF都可以从Internet上下载，并可以存储在设备之中。产品集萃中国单片机公共实验室象其他知名的现场总线系统一样，CANopen也分为两种基本的数据传输机制：通过进程数据对象（PDO）对小型的数据进行高速数据交换以及通过服务数据对象（SDO）对对象字典进行访问。后者主要用于在设备配置过程中传输参数以及传输大数据块。进程数据对象通常采用事件触发、循环或请求方式发送，作为广播对象，它的上层并没有附加协议。一个PDO最大可传输8字节数据。在连接一个同步报文的时候，整个网络都可以采用同步方式对PDO进行传送和接收（SynchronousPDOs）。通过存储在对象字典中的PDO映射(PDOMapping)结构，可以对应用对象到PDO对象的分配（TransmissionObject）进行调整，这可以保证设备可以对不同的应用需求进行系统重构。通过传输SDO可以实现可靠的数据传输，由两个CAN对象在两个网络节点间通过点对点的通信来实现这一过程。通过传输对象字典的索引以及子索引，可以定位相应的对象字典入口。通过SDO传送报文可以不受长度的限制，但传送SDO报文需要额外的协议开销。标准化的事件触发的高优先级突发报文用于报告设备故障，可以通过中心时钟报文来提供整个系统的系统时钟。准备和协调建立一个分布式的自动化系统所需的功能都适于CAL网络管理（NMT）定义的机制，同样可应用于周期性的节点维护(nodeguarding)。也可以选择通过“HeartbeatMessage”来显示CANopen设备的通信能力并对网络质量进行监控。PDO和SDO的CAN报文标识符可以直接通过对象字典的数据结构的入口标志符进行分配。当然在简单的系统中，也可使用预定义的标识符。中国单片机公共实验室(BOL)与IXXAT致力于基于CAN的高层协议的规范制定以及产品研发已超过10年时间，为CANopen规范的制定做出了重要的贡献。我们最早的CANopen软件开发于1995年。在加入了CiA后，我们积极与该领域重要的工作组合作，在许多大型项目中掌握了很多核心技术，这使得我们成为CANopen产品开发和系统集成的最称职伙伴之一。我们提供的CANopen软件(中间件)及解决方案可运行于从8位到64位及DSP等所有国际上主流的嵌入式处理器中，既可做到设备独立、操作系统独立，也可在多种操作系统平台上运行。这是因为我们对CANopen标准深入地理解并具备源代码和20多年的嵌入式处理器经验积累。中国单片机公共实验室早在1989年将CAN-bus技术介绍到中国，一直致力于CAN-bus在中国的应用和深度开发，与世界上数十家CAN-bus产品、技术供应商和标准组织保持密切地合作，在国内有近300位MCUs和CAN-bus的访问学者，曾在中国单片机公共实验室留下了宝贵的专业经验和成果。这些经验希望能在国内各行各业的现代化建设中得到充分地分享。中国单片机公共实验室主任吕京建软件和工具产品概述(目录)我们提供的CANopen软件和工具被全球众多公司所采用，其应用范围包括机械控制、电梯技术、海洋船舶自动化、商用车辆、军用和医疗技术。为了满足不同应用领域和开发阶段的需求，我们可提供多种解决方案。产品名称描述页次第一部分：协议软件(源代码)CANopen协议软件依据CANopenDS301,v4.02(EN50325-4)规范，CANopen协议软件包括实现从站或简单的主站设备所必须的全部功能。还有另外的模块可供选择，如实现LSS、flyingmaster或SDO管理器功能。7~9CANopen管理器软件CANopen管理器软件是一个非常高效软件包，采用它可以实现复杂的CANopen主站或CANopen管理设备。基于主站/管理软件实现的设备既可以用作主站设备，也可以用作纯从站设备。软件包是基于以下规范：DS301,v4.02;DS302,v3.2和DS405,v2.0。10~12CANopen实时软件CANopen实时软件是CANopen协议软件的一种专用版本，其特点是增强了接口，可高效地集成到实时的或主流的操作系统之中。13~15CANopen舰船应用软件CANopen舰船应用软件针对海事应用(DS307,v1.1，于2002年出版)实现CANopen框架，并专门设计用于增加海事自动化的安全性要求。对于冗余通信，它提供单点容错(single-point-of-failuretolerance)并支持浮动(flying)主站方案。16~18第二部分：设置、开发、测试软件CANopen主站APICANopen主站API是一个软件包，可对CANopen主站应用进行简单的开发，如控制、维护和测试程序。19CANopen管理器APICANopen管理器API是一个高效、灵活的软件解决方案，与CAN接口iPC-IXC16/PCI一起，可以让用户实现通用的CANopen控制应用。它也能在基于Windows平台上集成与IEC61131一致的运行环境。它基于CANopen管理器软件，因此完全支持标准的CANopen引导(boot-up)步骤。CANopen管理器API遵循CiADS301v4.02,DSP302v3.2,DS405v2.0规范。20~21CANopen配置工具包CANopen配置工具包对于CANopen设备和系统的设计和配置是一种方便、高效的工具。该工具的突出特点是模块化和可扩展性以及基本的数据库方案。22~25CANopenEDS编辑器CANopenEDS编辑器能够很方便地处理EDS文件。其简洁的用户界面为设备制造商和系统集成商提供了所必须的功能，可产生EDS文件或编辑现有的EDS文件。26CANopen节点管理软件CANopen节点管理软件可以进行简单的交互访问CANopen从设备。由于该软件可以装在IXXATVCI驱动软件包里，因此它可以用于由该驱动软件支持的所有接口板。27产品集萃中国单片机公共实验室产品名称描述第三部分：分析、测试软硬件canAnalyser分析工具canAnalyser是CAN网络开发、测试和维修的高效和通用工具，尤其是在工业自动化领域已被广泛应用，某些特殊的功能更是大量应用在汽车工业中。采用当前的Windows技术，新型的canAnalyserV2.0有了更好的灵活性和更强的可靠性，是适用于所有的CAN应用领域的全范围现代化分析工具。CANopen附加模块CANopen模块是附加在canAnalyser之上的，它能依据CANopen标准解释CAN报文。由CANopen和其参数一起定义的报文类型在原文上以彩色显示。此模块适合于分析和测试CANopen网络。iPC-XC16/PCIiPC-IXC16/PCI是一种高效的智能CAN接口板，有两个CAN通道，能覆盖大量的工业自动化和汽车CAN应用。与通用CAN驱动软件VCI一起，iPC-IXC16/PCI能有效地支持CAN系统中基于PC的应用。另外，iPC-IXC16/PCI也适合与IXXAT分析和配置工具一起使用，以及用作CANopen网络控制器。USB-to-CANIIUSB-to-CANII是一种智能接口，有两个CAN通道和一个LIN通道(汽车型)。USB-to-CANII与通用CAN驱动软件VCI一起，能有效地支持CAN系统中基于PC的应用；若加上canAnalyser软件，它便成为一种便捷、灵活的分析和开发工具。另外，USB-to-CANII非常适合于在多节点CANopen网络中作为主站设备。USB-to-CANcompactUSB-to-CANcompact是一种经济型智能接口，有一个CAN通道。它可用作主站设备。与通用CAN驱动软件VCI一起，能有效地支持CAN系统中基于PC的应用；若加上canAnalyser软件，它便成为一种便捷、灵活的分析和开发工具。由于其极具吸引力的价格和精致小巧的结构，USB-to-CANcompact适合于多系列产品。CANmodem/CANopenCANmodem是一个智能网关，可以通过平常的AT兼容的modem远程访问CANopen系统。基于Windows2000/XP的可编程接口(API)提供传输和接收SDO报文的功能，并能对CANmodem进行配置。基于PC的服务和监视程序能通过电话拨号连接，采用API很容易地进入CANmodem。CANmodem是一个完全的CANopen节点并具有一个目标字典、两个服务器SDOs和127个客户机SDOs。CANlinkII该产品有两种模式，可分别用于CAN和CANopen网络。在CANopen模式下，CANlink是作为CANopen的用户，将串行数据作为字节流对象存于制造商特定对象字典区内。CANbridgeCAN网桥可以将两个具有不同速率的CAN网络连接到一起。CAN网桥在接收到一个CAN网络的报文后，能够按照一定的滤波方式和转换规则将接收到的报文传送到另外的CAN网络。在附加适合的软件情况下，CAN网桥也可以支持各种不同的高层协议，例如CANopen和DeviceNet。CANblueCANblue在网桥模式下，允许用户使用两个CANblue器件，建立一个CAN-bluetooth-CAN的网桥。消息的交互发生在第二层，并且是透明的。CANblue也可以用在带有CANopen、DeviceNet或用户定制协议的系统中。注：此部分的详细内容见相关文档。实时在线仿真器包括：1.EMUL51-PC/EA256-BSW-50(50MHz组切换仿真主板，256kB仿真存储器)2.POD-51T-89C51CC0x(用于Atmel89C51CC0x的32MHz特性板)3.PGA44-PLCC44(适配