TTCAN协议在核电厂安全级仪控系统中的应用研究何小鹏赵阳张洧川黄轲唐涛【摘要】TTCAN协议在传统CAN基础上引入了时间触发机制，通过时间触发和时分多址的方式提高总线网络数据传输的实时性和确定性，适应更高安全级的网络通讯要求。本文以核电厂安全级仪控设备为对象，设计了基于TTCAN的总线网络架构和应用软件，验证了TTCAN协议应用能够满足安全级仪控系统的总体功能性能要求。【关键词】TTCAN;时间触发;安全级系统：TP309：A：2095-2457（2019）16-0005-003DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.16.002TheResearchofTTCANApplicationinSafetyInstrumentandControlSystemofNuclearPowerPlantHEXiao-pengZHAOYangZHANGWei-chuanHUANGKeTANGTao（NuclearPowerInstituteofChinaNationalKeyLaboratoryofReactorSystemDesignTechnology，ChengduSichuan610041，China）---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---【Abstract】TTCANprotocolintroducestime-triggermechanismonthetraditionalCAN，whichimprovesthereal-timeanddeterminacyperformanceofbusnetworkdatatransferringbymeansoftimetriggerandTDMA，adaptingtothehighersecuritylevelrequirementsofnetworkcommunication.AimingatsafetyI&CdevicesofNNP，thearchitectureandsoftwareofbusnetworkbasedonTTCANaredesignedinthispaper.ItisverifiedthatTTCANapplicationcanmeetthefunctionalandperformancerequirementsofsafetyI&Csystem.【Keywords】TTCAN;Time-triggered;Safetysystem0引言CAN（ControllerAreaNetwork，控制器局域網）是由德国Bosch公司开发的总线式串行通讯网络协议[1]，于1993年正式成为国际标准ISO11898，在汽车、工业控制等领域中广泛应用。随着总线网络大流量、强实时、高可靠等需求的不断提高，Bosch公司在ISO11898基础上制定了TTCAN协议[1]，即时间触发控制器局域网，通过引入时间触发机制，提高总线网络数据传输的确定性和可靠性。2004年，国际标准委员会发布了关于TTCAN总线技术的标准ISO11898-4[2]。随着电子和通讯技术的发展，核电厂仪控系统及设备已主要采用全数字化技术实现，现场总线也逐渐成为其中重要的数据传输方式。核电厂安全级仪控系统，作为反应堆运行、控制的关键系统，承载大量、周期性的反应堆运行安全关键数据传输，要求网络通讯满足传输速率和响应时间要求，实时性强;同时，要求数据传输完整、可靠，避免冲突和丢包，以确保整个反应堆系统的安全、稳定运行。TTCAN是基于CAN的高层协议，在传统CAN协议基础上引入了时间触发机制，通过时间触发和时分多址结合的方式进行通讯，从而提高总线网络数据传---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---输的实时性和确定性，同时提高总线网络的带宽利用率，能够更好地满足核电厂安全级仪控系统高速率、高实时、高可靠的总线网络数据传输需求。1TTCAN协议研究TTCAN协议遵循ISO11898-1定义的标准CAN协议，其物理层和数据链路层与CAN相同。TTCAN是CAN的扩展，在传统CAN基础上增加了会话层，引入时间触发机制，在非破坏性“逐位仲裁”机制的基础上采用时分多址（TDMA）的方式[3]实现总线通讯。1.1时间触发TTCAN协议的时间触发机制包括两层含义[4]：1）Level1总线网络中各节点建立各自的本地时钟，并通过时间主节点发送特定ID的参考消息实现各节点之间的时钟同步，即各节点每收到一次参考消息，本地时钟就被同步一次;在本地时钟同步的基础上，各节点按照系统同步时间通讯表（即系统矩阵）的调度安排，在规定的时间窗内完成相应的任务，从而实现周期性地传输消息。2）Level2在本地时钟基础上产生一个系统全局时钟。TTCAN的时间触发机制通过全局时钟驱动，在预先设定的时间触发各种系统活动，使得系统的行为不仅在功能上得到确定，在时间上也是确定的。系统中各个节点利用时分多址（TDMA）的原理分时复用总线带宽，每个节点在各自设定的时间范围内完成相应的任务，不会产生带宽争用情况，从而有效地避免了延迟和抖动，使得整个系统稳定、可靠。1.2系统矩阵TTCAN总线网络...