用于嵌入式機器控制的CAN總線(xiàn)

　　最初為了客車(chē)內各種控制裝置聯(lián)網(wǎng)通信而開(kāi)發(fā)的控制器局域網(wǎng)（CAN）串行總線(xiàn)系統，自20世紀90年代初一直被用于嵌入式機器控制系統中。早期大多數使用這些總線(xiàn)系統的用戶(hù)都在開(kāi)發(fā)他們自己的應用層協(xié)議。然而，利用數據鏈路層解決問(wèn)題的時(shí)代過(guò)去了。其中CAN總線(xiàn)和以太網(wǎng)是最成功的數據鏈路層協(xié)議。下一個(gè)挑戰將是選擇一種更高層的協(xié)議。

　　縱觀(guān)世界領(lǐng)域，有一些組織推動(dòng)著(zhù)基于以太網(wǎng)的應用層在工業(yè)應用領(lǐng)域的發(fā)展。這些組織現在還未取得成功。然而，在CAN總線(xiàn)領(lǐng)域中，答案已見(jiàn)分曉。在工廠(chǎng)自動(dòng)化中，DeviceNet協(xié)議在其與智能分布式系統（SDS）的競爭中是明確的贏(yíng)家，同時(shí)在嵌入式機器控制中，CANopen協(xié)議是最被廣泛接受的應用層協(xié)議。

　　DeviceNet和CANopen兩個(gè)標準化（EN50325）應用層協(xié)議現在針對不同的市場(chǎng)發(fā)揮著(zhù)各自的作用。DeviceNet協(xié)議適合用于工廠(chǎng)自動(dòng)化，而CANopen協(xié)議特別適合用于在各種各樣的機器控制中使用的嵌入式網(wǎng)絡(luò )。這使得專(zhuān)用的應用層協(xié)議過(guò)時(shí);定義特殊用處的應用層協(xié)議的需求

　　成為歷史，也許對于一些專(zhuān)門(mén)的大容量嵌入式系統除外。

　　自從1992年以來(lái)，國際CAN標準化組織（CiA）用戶(hù)和制造商小組一直支持不同的行業(yè)開(kāi)發(fā)基于CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的標準化更高層的協(xié)議。嵌入式機器網(wǎng)絡(luò )的解決方案已經(jīng)在與歐洲聯(lián)盟的合作中開(kāi)發(fā)出來(lái)了。其成果是CANopen應用層協(xié)議，并已被列入歐洲標準（即EN50325-4）。除CANopen應用層協(xié)議之外，CiACANopen特殊利益小組還有特定的設備、接口和應用描述。美國第一批CANopen用戶(hù)包括工業(yè)車(chē)輛、醫療器械（如GE醫療系統）的制造商和一些機器制造商（如BellHowell公司）。

　　在歐洲，CANopen協(xié)議被廣泛認為是在任何類(lèi)型的機器中用于嵌入式機器控制的更高層協(xié)議，任何類(lèi)型的機器包括紡織機、注模機、鐵路機車(chē)、制造基于車(chē)輛的超級結構機、甚至是專(zhuān)用咖啡機。在規范設備各種特性方面CiA非常密切地與其它用戶(hù)組織合作，比如Europmap注模機制造商小組、超結構制造商的VAK德國協(xié)會(huì )和公共交通的VDA德國協(xié)會(huì )。此外，第一個(gè)CANopen實(shí)踐指南已經(jīng)被美國的工業(yè)車(chē)輛協(xié)會(huì )（ITA）出版，而美國的EPRI用戶(hù)組織與CiA合作開(kāi)發(fā)了針對電池驅動(dòng)設備的CANopen設備規程。但是在北美仍然有許多CAN總線(xiàn)用戶(hù)明確指定他們自己的更高層協(xié)議。這就好像認為有必要定義一種新的人類(lèi)語(yǔ)言一樣。

　　我認為對于基于CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )有足夠的標準化更高層協(xié)議來(lái)滿(mǎn)足其各種應用。對于使用確定元件（每年用量從幾百到幾萬(wàn)）的嵌入式網(wǎng)絡(luò )，CANopen協(xié)議似乎是最好的解決方案，尤其是在你想買(mǎi)成套的設備、工具和協(xié)議棧的時(shí)候。對于系統設計者而言，重復利用應用軟件是非常重要的。這不僅需要通信的兼容性，而且也需要設備的互操作性和互換性。所以，CiA支持設備制造商、系統設計者和定義CANopen設備、接口和應用描述的終端用戶(hù)的各種需求。為了提供公司和獨立產(chǎn)品的培訓和教育服務(wù)，用戶(hù)和制造商小組有其自己的教CANopen技術(shù)的培訓人員。此外，CiA提供全世界的咨詢(xún)服務(wù)幫助用戶(hù)獲得他們的CANopen網(wǎng)絡(luò )的建立和運行。

　　系統設計者為了使其設備品質(zhì)良好，需要開(kāi)發(fā)一種有效的CANopen一致性測試工具。這種工具也可以用來(lái)測試CANopen設備。即使這種工具只提供其靜態(tài)測試，高達80%的故障也能被檢測到。根據我的經(jīng)驗，我強烈建議使用專(zhuān)用測試設備，不管它們是否被官方認證或已經(jīng)成功通過(guò)自行測試。

　　CiA非營(yíng)利組織成立于1992年。400多家公司已成為它的會(huì )員，包括許多位于美國的公司。CiA在北美的業(yè)務(wù)主要由于當地很低的需求而仍然受到限制。然而在過(guò)去幾個(gè)月里，CiA已經(jīng)收到那里越來(lái)越多的查詢(xún)信息，所以它計劃建立一個(gè)美國辦事處。同時(shí)，美國工程師可能與總部位于德國的CiA通過(guò)e-mail、傳真或電話(huà)方式聯(lián)系以便獲得所需的支持。