汽車(chē)為什么選擇了CAN總線(xiàn)技術(shù)？

1. 汽車(chē)為什么選擇了CAN總線(xiàn)技術(shù)？

現在總線(xiàn)技術(shù)有很多種。從成本上講，RS-232/485的成本都比CAN低；速度上講，工業(yè)以太網(wǎng)等也都不錯。為什么唯獨CAN在汽車(chē)電子中得到親睞？

從成本上來(lái)說(shuō)，CAN比UART、RS-232/485高，但比以太網(wǎng)低；從實(shí)時(shí)性來(lái)說(shuō)：CAN的實(shí)時(shí)性比UART 和以太網(wǎng)高，為了保證安全，車(chē)用通信協(xié)議都是按周期性主動(dòng)發(fā)送，不論是CAN還是LIN，對實(shí)時(shí)性要求高的消息其發(fā)送周期都小于10ms（每輛車(chē)都有好幾 條這樣的消息），發(fā)動(dòng)機、ABS和變速器都有幾條這樣的消息；從可靠性來(lái)說(shuō)，CAN有一系列事故安全措施，這是UART和以太網(wǎng)都不具備的，多點(diǎn)冗余也是 UART（點(diǎn)對點(diǎn)傳輸）和工業(yè)以太網(wǎng)（數據傳輸距離短）難于實(shí)現的，所以CAN出現后，由于價(jià)格的原因，最初應用得最多的地方并不是汽車(chē)，而是對成本不敏 感的工業(yè)控制和醫療設備，如：工業(yè)上的DEVICENET、SDS、CANOPEN，醫療上MRI等。至于工業(yè)以太網(wǎng)的產(chǎn)生，其背景與個(gè)人PC的普及是分 不開(kāi)的，現在工業(yè)控制中的PCBASED就是一個(gè)例子，但汽車(chē)控制是不能用一臺ＰＣ的，要達到汽車(chē)控制的要求，成本上也不容許。而LIN的傳輸過(guò)程只有 20Kbps,顯然不能作為獨立的汽車(chē)總線(xiàn)控制要求，一般它只配合CAN在汽車(chē)上做輔助之用。

其次總線(xiàn)是一個(gè)系統，總線(xiàn)上的速度僅僅是系統中的一個(gè)因素，ElexRay雖然只有２０ＭＢＰＳ但它在一個(gè) １６ＢＩＴ的ＭＣＵ上都能跑起來(lái)，１００ＭＨＺ以太網(wǎng)雖快，但一個(gè)３２ＢＩＴ的ＭＣＵ很難達到２０ＭＢＰＳ．況且還要涉及到系統的安全性，類(lèi)似冗 余，ＢＵＳ安全等。所以綜合考慮，汽車(chē)選擇了CAN總線(xiàn)技術(shù)。

2. 汽車(chē)CAN總線(xiàn)技術(shù)到底是怎么一回事？

Can-Bus總線(xiàn)技術(shù)是“控制器局域網(wǎng)總線(xiàn)技術(shù)（Controller Area Network-BUS）”的簡(jiǎn)稱(chēng)，它具有極強的抗干擾和糾錯能力，最早被用于飛機、坦克等武器電子系統的通訊聯(lián)絡(luò )上。

通過(guò)遍布車(chē)身的傳感器，汽車(chē)的各種行駛數據會(huì )被發(fā)送到“總線(xiàn)”上，這些數據不會(huì )指定唯一的接收者，凡是需要這些數據 的接收端都可以從“總線(xiàn)”上讀取需要的信息。Can總線(xiàn)的傳輸數據非?？?，可以達到每秒傳輸32bytes有效數據，這樣可以有效保證數據的實(shí)效性和準確 性。傳統的轎車(chē)在機艙和車(chē)身內需要埋設大量線(xiàn)束以傳遞傳感器采集的信號，而Can-Bus總線(xiàn)技術(shù)的應用可以大量減少車(chē)體內線(xiàn)束的數量，線(xiàn)束的減少則降低 了故障發(fā)生的可能性。

Can-Bus技術(shù)在汽車(chē)的應用，可以減少了汽車(chē)車(chē)體內線(xiàn)束和控制器的接口數量，避免了過(guò)多線(xiàn)束存在的互相干涉、磨 損等隱患，降低了汽車(chē)電氣系統的故障發(fā)生率。各種傳感器的信息可以實(shí)現共享。另外，在Can-Bus技術(shù)的幫助下，汽車(chē)的防盜性、安全性都得到了較大幅度 提升。例如：在啟動(dòng)車(chē)輛時(shí)，確認鑰匙合法性的信息會(huì )通過(guò)Can-Bus總線(xiàn)進(jìn)行傳遞，其校驗的信息比以往的防盜系統更為豐富。車(chē)鑰匙、發(fā)動(dòng)機控制器和防盜 控制器互相存儲對方信息，校驗碼中還摻雜了隨即碼，從而大幅提高防盜能力。校驗信息通過(guò)Can-Bus傳遞大幅提高了信息傳遞的可靠性，使防盜系統的工作 穩定可靠。就目前而言，Can-Bus總線(xiàn)技術(shù)一般使用在科技含量較高的中、高檔轎車(chē)上。

3. 采用汽車(chē)CAN總線(xiàn)技術(shù)有哪些優(yōu)點(diǎn)？

現代汽車(chē)中所使用的電子控制系統和通訊系統越來(lái)越多，如發(fā)動(dòng)機電控系統、 自動(dòng)變速器控制系統、防抱死制動(dòng)系統（ABS）、自動(dòng)巡航系統（ACC）和車(chē)載多媒體系統等；這些系統之間、系統和汽車(chē)的顯示儀表之間、系統和汽車(chē)故障診 斷系統之間均需要進(jìn)行數據交換，如此巨大的數據交換量，如仍然采用傳統數據交換的方法，即用導線(xiàn)進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)的連接的傳輸方式將是難以想象的，據粗略估計， 如采用普通線(xiàn)索，一個(gè)中級轎車(chē)就需要線(xiàn)索插頭300個(gè)左右，插針總數將達到2000個(gè)左右，線(xiàn)索總長(cháng)超過(guò)1. 6Km，不但裝配復雜而且故障率會(huì )很高。因此，用串行數據傳輸系統取而代之就成為必然的選擇。

數據在串聯(lián)總線(xiàn)上可以一個(gè)接一個(gè)的傳送，所有參加CAN總線(xiàn)的分系統都可以通過(guò)其控制單元上的CAN總線(xiàn)接口進(jìn)行數 據的發(fā)送和接收，CAN總線(xiàn)是一個(gè)多路傳輸系統，當某一單元出現故障時(shí)不會(huì )影響其他單元的工作，CAN總線(xiàn)對不同數據的傳輸速率不一樣，對發(fā)動(dòng)機電控系統 和ABS等實(shí)時(shí)控制用數據實(shí)施高速傳輸，對車(chē)身調節系統（如空調）的數據實(shí)施低速傳輸，其他如多媒體系統和診斷系統則為中速傳輸，速率在兩者之間，這樣的 區分提高了總線(xiàn)的傳輸效率。

數據總線(xiàn)如何能實(shí)現多路傳輸的呢？原來(lái)數據總線(xiàn)有三部分組成：1）數據傳輸線(xiàn)，2）地址傳輸線(xiàn)，3）發(fā)送單元和接收 單元之間的傳送控制線(xiàn)。數據按CPU的指令以一定的模式傳輸到指定的地址，而傳輸模式則由軟件控制的。這樣，汽車(chē)總線(xiàn)與計算機中的“BUS”就很類(lèi)似了， 不難理解。

4. 汽車(chē)CAN總線(xiàn)的發(fā)展趨勢

傳統的CAN是基于事件觸發(fā)的，信息傳輸時(shí)間的不確定性和優(yōu)先級反轉是它固有的缺點(diǎn)。為了滿(mǎn)足汽車(chē)控制對實(shí)時(shí)性和傳 輸消息密度不斷增長(cháng)的需要，改善CAN總線(xiàn)的實(shí)時(shí)性能非常必要。于是，傳統CAN與時(shí)間觸發(fā)機制相結合產(chǎn)生了TTCAN(Time- Triggered CAN)。