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CAN現場(chǎng)總線(xiàn)的基礎知識
作者：
時(shí)間：2016-12-19
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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一、CAN總線(xiàn)的概述
CAN,全稱(chēng)為“Controller Area Network”,即控制器局域網(wǎng)，是國際上應用最廣泛的現場(chǎng)總線(xiàn)之一。最初，CAN被設計作為汽車(chē)環(huán)境中的微控制器通訊，在車(chē)載各電子控制裝置ECU之間交換信息，形成汽車(chē)電子控制網(wǎng)絡(luò )。比如：發(fā)動(dòng)機管理系統、變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統中，均嵌入CAN控制裝置。由于這些系統之間通信所用的數據類(lèi)型及對可靠性的要求不盡相同，由多條總線(xiàn)構成的情況很多，線(xiàn)束的數量也隨之增加。一個(gè)由CAN 總線(xiàn)構成的單一網(wǎng)絡(luò )中，理論上可以?huà)旖訜o(wú)數個(gè)節點(diǎn)。實(shí)際應用中，節點(diǎn)數目受網(wǎng)絡(luò )硬件的電氣特性所限制。為適應“減少線(xiàn)束的數量”、“通過(guò)多個(gè)LAN,進(jìn)行大量數據的高速通信”的需要，1986 年德國電氣商博世公司開(kāi)發(fā)出面向汽車(chē)的CAN 通信協(xié)議。此后，CAN 通過(guò)ISO11898 及ISO11519 進(jìn)行了標準化，在歐洲已是汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )的標準協(xié)議。
二、CAN總線(xiàn)的分層結構
CAN遵從OSI模型，按照OSI基準模型，CAN結構劃分為兩層：數據鏈路層和物理層，如下圖所示。
1.按照IEEE 802.2和802.3 標準，數據鏈路層又劃分為：
1）邏輯鏈路控制（LLC-Logic Link Control）。
2）媒體訪(fǎng)問(wèn)控制（MAC-Medium Access Control）。
2.物理層又劃分為：
1）物理信令（PLS-Physical Signalling）。
2）物理媒體附屬裝置（PMA-Physical Medium Attachment）。
3）媒體相關(guān)接口（MDI-Medium Dependent Interface）。
MAC子層運行借助稱(chēng)之為“故障界定實(shí)體（FCE）”的管理實(shí)體進(jìn)行監控。故障界定是使判別短暫干擾和永久性故障成為可能的一種自檢機制。物理層可借助檢測和管理物理媒體故障實(shí)體進(jìn)行監控（例如總線(xiàn)短路或中斷，總線(xiàn)故障管理）。LLC和MAC兩個(gè)同等的協(xié)議實(shí)體通過(guò)交換幀或協(xié)議數據單元（PDU-Protocol Data Unit）和（N）-用戶(hù)數據組成，為傳送一個(gè)NPDU,（N-1）層實(shí)體必須通過(guò)（N-1）服務(wù)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)（SAP-Service Access Point）[（N-1）-SAP].NPDU借助于（N-1）層服務(wù)數據單元（SDU-Service Data U nit）[（N-1）-SDU]傳至（N-1）層，其服務(wù)功能允許NPDU的傳送。SDU是接口數據，對其識別預先在（N）層實(shí)體間進(jìn)行，亦即，它表示邏輯數據單元由服務(wù)進(jìn)行傳送。CAN協(xié)議的數據鏈層既不提供分配一個(gè)SDU至多個(gè)PDU,也不提供分配多個(gè)SDU至一個(gè)PDU的方法，亦即，NPDU直接由相應的NSDU和層指定控制信息N-PCI構成。
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