CAN總線(xiàn)協(xié)議概述

位仲裁

要對數據進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，就必須將數據快速傳送，這就要求數據的物理傳輸通路有較高的速度。在幾個(gè)站同時(shí)需要發(fā)送數據時(shí)，要求快速地進(jìn)行總線(xiàn)分配。實(shí)時(shí)處理通過(guò)網(wǎng)絡(luò )交換的緊急數據有較大的不同。一個(gè)快速變化的物理量，如汽車(chē)引擎負載，將比類(lèi)似汽車(chē)引擎溫度這樣相對變化較慢的物理量更頻繁地傳送數據并要求更短的延時(shí)。

CAN總線(xiàn)以報文為單位進(jìn)行數據傳送，報文的優(yōu)先級結合在11位標識符中，具有最低二進(jìn)制數的標識符有最高的優(yōu)先級。這種優(yōu)先級一旦在系統設計時(shí)被確立后就不能再被更改?？偩€(xiàn)讀取中的沖突可通過(guò)位仲裁解決。如圖2所示，當幾個(gè)站同時(shí)發(fā)送報文時(shí)，站1的報文標識符為011111；站2的報文標識符為0100110；站3的報文標識符為0100111。所有標識符都有相同的兩位01，直到第3位進(jìn)行比較時(shí)，站1的報文被丟掉，因為它的第3位為高，而其它兩個(gè)站的報文第3位為低。站2和站3報文的4、5、6位相同，直到第7位時(shí)，站3的報文才被丟失。注意，總線(xiàn)中的信號持續跟蹤最后獲得總線(xiàn)讀取權的站的報文。在此例中，站2的報文被跟蹤。這種非破壞性位仲裁方法的優(yōu)點(diǎn)在于，在網(wǎng)絡(luò )最終確定哪一個(gè)站的報文被傳送以前，報文的起始部分已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò )上傳送了。所有未獲得總線(xiàn)讀取權的站都成為具有最高優(yōu)先權報文的接收站，并且不會(huì )在總線(xiàn)再次空閑前發(fā)送報文。

CAN具有較高的效率是因為總線(xiàn)僅僅被那些請求總線(xiàn)懸而未決的站利用，這些請求是根據報文在整個(gè)系統中的重要性按順序處理的。這種方法在網(wǎng)絡(luò )負載較重時(shí)有很多優(yōu)點(diǎn)，因為總線(xiàn)讀取的優(yōu)先級已被按順序放在每個(gè)報文中了，這可以保證在實(shí)時(shí)系統中較低的個(gè)體隱伏時(shí)間。?

應用場(chǎng)景

CAN總線(xiàn)在工控領(lǐng)域主要使用低速-容錯CAN即ISO11898-3標準，在汽車(chē)領(lǐng)域常使用500Kbps的高速CAN。

某進(jìn)口車(chē)型擁有，車(chē)身、舒適、多媒體等多個(gè)控制網(wǎng)絡(luò )，其中車(chē)身控制使用CAN網(wǎng)絡(luò )，舒適使用LIN網(wǎng)絡(luò )，多媒體使用MOST網(wǎng)絡(luò )，以CAN網(wǎng)為主網(wǎng)，控制發(fā)動(dòng)機、變速箱、ABS等車(chē)身安全模塊，并將轉速、車(chē)速、油溫等共享至全車(chē)，實(shí)現汽車(chē)智能化控制，如高速時(shí)自動(dòng)鎖閉車(chē)門(mén)，安全氣囊彈出時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟車(chē)門(mén)等功能。

CAN系統又分為高速和低速，高速CAN系統采用硬線(xiàn)是動(dòng)力型，速度：500kbps，控制ECU、ABS等；低速CAN是舒適型，速度：125Kbps，主要控制儀表、防盜等。