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            2021-07-08

            為什么需要升級到CANopen FD?

            作者:admin    點擊:532

            CANopen FD 簡述

            CANopen FD 是 CANopen 的一個發展分支 – CANopen 是基于 CAN 的工業網絡,已廣泛應用了25年。新的 CANopen FD 協議已由 CAN in Automation(CiA) – 國際 CAN 用戶和制造商組織 – 標準化,其規范已在 CiA 1301 中發布。CANopen FD 基于 CAN FD,但支持更高的比特率和更大的幀,最多 64 字節,而傳統 CAN 幀為 8 字節。該規范的主要目標是在盡可能保持CANopen協議的基礎上,最大限度利用 CAN FD 中的新功能,并改進 CAN FD 最重要的功能和服務。


            CANopen FD 具備 CANopen 的大多數功能,例如:

            • 具有16位元索引和8位子索引的對象字典,用于處理參數、配置數據和過程數據。

            • 過程數據對象(PDO)服務,以廣播報文的形式交換過程數據–最大使用64字節的CAN FD幀。

            • 著名的網絡管理(NMT)狀態機。


            已改進的一些服務:

            • 緊急(EMCY)服務,用于異步傳輸報警報文,以提供更詳細的信息。


            以通用服務數據對象(USDO)服務取代CANopen中的服務數據對象(SDO)協議,增添了強大新功能:

            • 更便捷的點對點USDO通信。

            • 通過CANopen FD的USDO服務,為參數/配置的下載和上傳,以及固件下載提供了更大的廣播潛力。


            市場現有的 CANopen FD

            市場上具備 CANopen FD 的設備數量仍然很少,盡管有幾家公司以 CANopen FD 作為自己設備或網絡中的嵌入式網絡。在大多數情況下,這些設備制造商都沒有提到設備中有 CANopen FD,因此其市場知名度比較有限。我們用戶的已知使用案例包括模塊、工業 IO 模塊、起重機控制系統和用于大型加熱組件的專有通信網絡。


            而實際上,所有必要的組件都可實現成功的 CANopen FD 開發。幾乎所有的微控制器制造商都為微控制器提供集成的 CAN FD 控制器,同時單機 CAN FD 控制器可從多種來源獲得。CANopen FD 協議棧很有優勢,因為它大大縮短了開發時間。為了在開發過程中監測設備,需要一個到總線的物理連接。Kvaser 提供了許多不同的 CAN FD 接口,再加上 emotas 的 CANopen FD 協議棧和 CANopen FD 配套工具鏈,為在 CANopen FD 設備上的快速開發創造了條件。切換到 CANopen FD 或讓它替代一個專有協議,設備制造商可獲得更高的帶寬、更快的響應速度和 CANopen FD 的重要新功能,同時受益于 CANopen 網絡幾十年來獲得的經驗。


            一個可行的切換路徑是開發同時支持 CANopen 和 CANopen FD 的新設備。這些設備既可用于具備 CANopen 的舊裝備,還可以應用于新 CANopen FD 網絡。


            一整套 CANopen FD 工具

            如上所述,開發 CANopen FD 設備需要 CANopen FD 協議棧。此類協議棧通過依據 CANopen FD 協議解釋 CAN FD 報文,來實現 CANopen FD 協議,反之亦然,生成遵循 CANopen FD 規范的 CAN FD 報文。CANopen FD 協議棧處理所有通信任務,讓應用程序開發人員可專注于應用程序本身,包括將應用程序連接到協議棧。


            Emotas 的 CANopen FD ??膳c各種微控制器一起使用,或用于具有 CAN FD 接口的基于電腦的系統。雖然 CANopen FD 協議棧是每個開發的核心,但是通過圍繞此棧構建的全面工具鏈簡化了整個開發過程。

            除了一個 CAN FD 接口,每個使用 CAN FD 的人都需要一個 CAN FD 分析儀。分析儀有很多種,但大多數分析儀缺乏根據 CANopen FD 協議解釋 CAN FD 報文的能力。這就是 emotas 的 CANinterpreter 接入的位置,它為所有 CANopen FD 報文提供詳細解釋。 


            開發 CANopen FD 網絡通常從設計對象字典開始。emotas 的 CANopen DeviceDesigner 可簡化這個步驟 – 它是一個 GUI 工具,基于現有的對象數據庫或導入的設備描述文件,以及對象和 CANopen FD 服務的特定目標定制,來定義對象字典?;谒休斎?,該工具生成一個 C 結構(一個 ANSI-C 文件)的對象字典,該結構鏈接到堆棧和應用程序,并同時根據 CiA 規范 CIA1311 生成一個 XML 設備描述文件(XDD)。


            當設計由多個 CANopen FD 設備組成的全新 CANopen FD 網絡時,emotas 的CANopen NetworkDesigner 比 CANopen DeviceDesigner 更有優勢,后者適用于單 CANopen FD設備的開發。顧名思義,CANopen NetworkDesigner支持一個完整的擁有多個設備的 CANopen FD 網絡設計,而且該網絡包括處理設備之間的所有通信關系的工具。


            在開發 CANopen FD 設備時,通常需要一個 CANopen FD 主機控制器作為通信的對應目標??梢允褂?PLC 或其他硬件,但在許多情況下,像 emotas 的CanOpenDeviceExplorer 等非常靈活的工具是很有益的。除了 emotas 的 CANinterpreter 的 CANopen FD 解釋功能,CANopen DeviceExplorer 還包括分析和配置功能。它可以發送和接收 USDOs、PDOs、NMT 命令等等。集成在其中的腳本語言支持自動測試或配置任務的編程。


            為了完整化 CANopen FD 工具鏈,emotas 提供了 CANopen FD bootloader 和 CANopen UpdateManager,它們可通過 CANopen FD 用新固件更新單個 CANopen FD 設備或 CANopen FD 設備網。 


            所有上述 emotas 工具和協議棧均可與 Kvaser CAN FD 適配器一起在 Windows、Linux 和一些 Mac OS X 上(通過can4osx)使用。

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