基于TTCAN多级网络时钟同步与加载方案研究

曹云飞　王宁　夏天乾

【摘  要】针对TTP分布式实时控制系统在节点较多且存在部分节点功能简单时，大量使用TTP节点将使系统成本急剧上升的问题，论文基于TMS320F28335设计了一种多主节点余度、高可靠、高同步精度的时间触发TTCAN总线，并将其作为TTP总线网络的补充子网，实现全网络时钟同步与时间触发，满足高可靠、高确定性大型分布式实时控制系统的控制、同步、加载与成本要求，具有重要的工程应用价值。

【Abstract】In view of the problem of TTP distributed real-time control system when there are many nodes and some nodes have simple functions， using a large number of TTP nodes will cause the system cost to rise sharply， based on TMS320F28335， this paper designs a time-triggered TTCAN bus with multi-master nodes redundancy， high reliability and high synchronization precision， and uses it as a supplementary subnet of TTP bus network to realize clock synchronization and time triggering， to meet the requirements of control， synchronization， loading and cost of large-scale distributed real-time control system with high reliability and high certainty. It has important engineering application value.

【关键词】TTCAN总线;TTP总线;分布式控制;分布式加载

【Keywords】TTCAN bus; TTP bus; distributed control; distributed loading

【中图分类号】TP273                                             【文献标志码】A                                                 【文章编号】1673-1069（2021）02-0145-03

1 引言

TTP作为一种性能优异的时间触发总线，在高性能控制领域得到认可，但其高昂的成本也限制了其在一些成本敏感的领域的推广。CAN总线作为分布式成熟的解决方案，在汽车电子领域得到广泛的应用，然而传统的CAN总线基于事件触发，信息传输时间和优先级倒置的不确定性是其固有的缺点[1]。为了满足对实时性和通信能力不断增长的要求，有必要提高CAN总线的实时性。本文基于TMS320F28335处理器，将传统CAN和时间触发机制结合设计了一种多主节点TTCAN实现方案，并将其作为TTP网络的补充，能够保证全网络的时钟同步与加载，综合考虑了节点硬件成本与高确定性通信技术指标的平衡，有着重要的工程应用价值。

2 總线方案设计

2.1 总线拓扑结构

在高可靠、高确定分布式控制系统上，大多以TTP网络为主干网络。然而当前工控机并没有成熟TTP板卡用于接入TTP网络，且TTP节点成本昂贵，若在功能简单的节点上广泛使用TTP模块，将使得系统成本急剧上升。……