CAN總線(xiàn)的產(chǎn)生與發(fā)展

控制器局部網(wǎng)（CAN－CONTROLLER AREA NETWORK）是BOSCH公司為現代汽車(chē)應用領(lǐng)先推出的一種多主機局部網(wǎng)，由于其卓越性能現已廣泛應用于工業(yè)自動(dòng)化、多種控制設備、交通工具、醫療儀器以及建筑、環(huán)境控制等眾多部門(mén)?？刂破骶植烤W(wǎng)將在我國迅速普及推廣。
隨著(zhù)計算機硬件、軟件技術(shù)及集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)控制系統已成為計算機技術(shù)應用領(lǐng)域中最具活力的一個(gè)分支，并取得了巨大進(jìn)步。由于對系統可靠性和靈活性的高要求，工業(yè)控制系統的發(fā)展主要表現為：控制面向多元化，系統面向分散化，即負載分散、功能分散、危險分散和地域分散。
分散式工業(yè)控制系統就是為適應這種需要而發(fā)展起來(lái)的。這類(lèi)系統是以微型機為核心，將 5C技術(shù)--COMPUTER（計算機技術(shù)）、CONTROL（自動(dòng)控制技術(shù)）、COMMUNICATION（通信技術(shù)）、CRT（顯示技術(shù)）和 CHANGE（轉換技術(shù)）緊密結合的產(chǎn)物。它在適應范圍、可擴展性、可維護性以及抗故障能力等方面，較之分散型儀表控制系統和集中型計算機控制系統都具有明顯的優(yōu)越性。
典型的分散式控制系統由現場(chǎng)設備、接口與計算設備以及通信設備組成。現場(chǎng)總線(xiàn)（FIELDBUS）能同時(shí)滿(mǎn)足過(guò)程控制和制造業(yè)自動(dòng)化的需要，因而現場(chǎng)總線(xiàn)已成為工業(yè)數據總線(xiàn)領(lǐng)域中最為活躍的一個(gè)領(lǐng)域?，F場(chǎng)總線(xiàn)的研究與應用已成為工業(yè)數據總線(xiàn)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。盡管目前對現場(chǎng)總線(xiàn)的研究尚未能提出一個(gè)完善的標準，但現場(chǎng)總線(xiàn)的高性能價(jià)格比將吸引眾多工業(yè)控制系統采用。同時(shí)，正由于現場(chǎng)總線(xiàn)的標準尚未統一，也使得現場(chǎng)總線(xiàn)的應用得以不拘一格地發(fā)揮，并將為現場(chǎng)總線(xiàn)的完善提供更加豐富的依據?？刂破骶植烤W(wǎng) CAN（CONTROLLER AERANETWORK）正是在這種背景下應運而生的。
由于CAN為愈來(lái)愈多不同領(lǐng)域采用和推廣，導致要求各種應用領(lǐng)域通信報文的標準化。為此，1991年 9月 PHILIPS SEMICONDUCTORS制訂并發(fā)布了 CAN技術(shù)規范（VERSION 2.0）。該技術(shù)規范包括A和B兩部分。2.0A給出了曾在CAN技術(shù)規范版本1.2中定義的CAN報文格式，而2.0B給出了標準的和擴展的兩種報文格式。此后，1993年11月ISO正式頒布了道路交通運載工具--數字信息交換--高速通信控制器局部網(wǎng)（CAN）國際標準（ISO11898），為控制器局部網(wǎng)標準化、規范化推廣鋪平了道路。
2.CAN總線(xiàn)特點(diǎn)
CAN總線(xiàn)是德國B(niǎo)OSCH公司從80年代初為解決現代汽車(chē)中眾多的控制與測試儀器之間的數據交換而開(kāi)發(fā)的一種串行數據通信協(xié)議，它是一種多主總線(xiàn)，通信介質(zhì)可以是雙絞線(xiàn)、同軸電纜或光導纖維。通信速率可達1MBPS。CAN總線(xiàn)通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數據鏈路層功能，可完成對通信數據的成幀處理，包括位填充、數據塊編碼、循環(huán)冗余檢驗、優(yōu)先級判別等項工作。
CAN協(xié)議的一個(gè)最大特點(diǎn)是廢除了傳統的站地址編碼，而代之以對通信數據塊進(jìn)行編碼。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)可使網(wǎng)絡(luò )內的節點(diǎn)個(gè)數在理論上不受限制，數據塊的標識碼可由11位或29位二進(jìn)制數組成，因此可以定義211或229個(gè)不同的數據塊，這種按數據塊編碼的方式，還可使不同的節點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數據，這一點(diǎn)在分布式控制系統中非常有用。數據段長(cháng)度最多為8個(gè)字節，可滿(mǎn)足通常工業(yè)領(lǐng)域中控制命令、工作狀態(tài)及測試數據的一般要求。同時(shí)，8個(gè)字節不會(huì )占用總線(xiàn)時(shí)間過(guò)長(cháng)，從而保證了通信的實(shí)時(shí)性。CAN協(xié)議采用CRC檢驗并可提供相應的錯誤處理功能，保證了數據通信的可靠性。CAN卓越的特性、極高的可靠性和獨特的設計，特別適合工業(yè)過(guò)程監控設備的互連，因此，越來(lái)越受到工業(yè)界的重視，并已公認為最有前途的現場(chǎng)總線(xiàn)之一。
另外，CAN總線(xiàn)采用了多主競爭式總線(xiàn)結構，具有多主站運行和分散仲裁的串行總線(xiàn)以及廣播通信的特點(diǎn)。CAN總線(xiàn)上任意節點(diǎn)可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò )上其它節點(diǎn)發(fā)送信息而不分主次，因此可在各節點(diǎn)之間實(shí)現自由通信。CAN總線(xiàn)協(xié)議已被國際標準化組織認證，技術(shù)比較成熟，控制的芯片已經(jīng)商品化，性?xún)r(jià)比高，特別適用于分布式測控系統之間的數通訊。CAN總線(xiàn)插卡可以任意插在PC AT XT兼容機上，方便地構成分布式監控系統。