CANopen協(xié)議誕生及發(fā)展

　　摘要：OSI是Open System Interconnection的縮寫(xiě)，意為開(kāi)放式系統互聯(lián)。國際標準化組織(ISO)制定了OSI模型，該模型定義了不同計算機互聯(lián)的標準，是設計和描述計算機網(wǎng)絡(luò )通信的基本框架。OSI模型把網(wǎng)絡(luò )通信的工作分為7層，分別是物理層、數據鏈路層、網(wǎng)絡(luò )層、傳輸層、會(huì )話(huà)層、表示層和應用層。

　　從OSI的7層網(wǎng)絡(luò )模型的角度來(lái)看同，CAN(Controller Area Network)現場(chǎng)總線(xiàn)僅僅定義了第1層(物理層，見(jiàn)ISO11898-2標準)、第2層(數據鏈路層，見(jiàn)ISO11898-1標準);而在實(shí)際設計中，這兩層完全由硬件實(shí)現，設計人員無(wú)需再為此開(kāi)發(fā)相關(guān)軟件(Software)或固件(Firmware)，只要了解如何調用相關(guān)的接口和寄存器，即可完成對CAN的控制。如圖 1所示。

　　圖 1 CAN控制器結構

　　但CAN沒(méi)有規定應用層。也就是沒(méi)有規定與實(shí)際應用相關(guān)的邏輯，比如開(kāi)關(guān)量輸入輸出，模擬量輸入輸出。所以本身對于應用來(lái)說(shuō)，是不完整的。這就像鐵礦石(物理層)冶煉成鐵錠(數據鏈路層)，然后針對具體應用，再加工做成汽車(chē)、輪船、鋼筋、坦克、鋼結構建筑等等。如圖 2所示。

　　圖 2 從物理層到應用層

　　因此，基本每個(gè)行業(yè)的CAN應用，都需要一個(gè)高層協(xié)議來(lái)定義CAN報文中的11/29位標識符、8字節數據的使用。但在CAN總線(xiàn)的工業(yè)自動(dòng)化應用中，由于設備的互通互聯(lián)的需求越來(lái)越多，所以需要一個(gè)開(kāi)放的、標準化的高層協(xié)議：這個(gè)協(xié)議支持各種CAN廠(chǎng)商設備的互用性、互換性，能夠實(shí)現在CAN網(wǎng)絡(luò )中提供標準的、統一的系統通訊模式，提供設備功能描述方式，執行網(wǎng)絡(luò )管理功能。其中包括：

　　應用層(Application layer)：為網(wǎng)絡(luò )中每一個(gè)有效設備都能夠提供一組有用的服務(wù)與協(xié)議。

　　通訊描述(Communication profile)：提供配置設備、通訊數據的含義，定義數據通訊方式。

　　設備描述(Device proflile)：為設備(類(lèi))增加符合規范的行為。