第7章 CAN bus和汽車網(wǎng)絡

1、工業(yè)通信網(wǎng)絡技術和應用工業(yè)通信網(wǎng)絡技術和應用現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線主講：莫太平主講：莫太平2 2 前置課程：數(shù)據(jù)通信基礎、計算機網(wǎng)絡等前置課程：數(shù)據(jù)通信基礎、計算機網(wǎng)絡等 教材教材: :許勇許勇- -工業(yè)通信技術工業(yè)通信技術- -原理與應用，西安電子原理與應用，西安電子科技大學出版社，科技大學出版社，20201212 參考教材參考教材: :許勇許勇- -工業(yè)通信技術工業(yè)通信技術- -原理與應用，中國原理與應用，中國電力出版社，電力出版社，2002008.98.9 參考教材：陽憲惠參考教材：陽憲惠- -網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)- -現(xiàn)場總線技現(xiàn)場總線技術，清華大學出版社，術，清華大學出版社，200

2、2009.59.5 Email: Email: Telephone: 229-1208Telephone: 229-1208教材及參考資料教材及參考資料3 3主要教學內(nèi)容和學時分配主要教學內(nèi)容和學時分配第第1 1章章 工業(yè)通信概論工業(yè)通信概論第第2 2章章 數(shù)據(jù)通信原理及基礎數(shù)據(jù)通信原理及基礎第第3 3章章 總線接口技術介紹總線接口技術介紹第第4 4章章 工控機與測控儀器接口總線工控機與測控儀器接口總線第第5 5章章 工業(yè)通信常用技術工業(yè)通信常用技術第第6 6章章 常用的工業(yè)現(xiàn)場總線常用的工業(yè)現(xiàn)場總線第第7 7章章 CAN BusCA

3、N Bus和汽車網(wǎng)絡和汽車網(wǎng)絡第第8 8章章 工業(yè)以太網(wǎng)技術及應用工業(yè)以太網(wǎng)技術及應用4 4第第7 7章章 汽車網(wǎng)絡和汽車網(wǎng)絡和CANbusCANbus1. 1.概述概述 隨著汽車功能的不斷增加、可靠性要求的不斷提高，汽隨著汽車功能的不斷增加、可靠性要求的不斷提高，汽車電子化程度越來越高。電子控制單元大量引入汽車，如電車電子化程度越來越高。電子控制單元大量引入汽車，如電子燃油噴射裝置、防抱死制動裝置、安全氣囊裝置、電控門子燃油噴射裝置、防抱死制動裝置、安全氣囊裝置、電控門窗裝置、主動懸架等。目前，在高端汽車中一般會有窗裝置、主動懸架等。目前，在高端汽車中一般會有5050個以個以上的上的ECUE

4、CU。當執(zhí)行一個較復雜的控制時，需要在設備之間進。當執(zhí)行一個較復雜的控制時，需要在設備之間進行大量的數(shù)據(jù)交換。當控制系統(tǒng)變得復雜時，要求大批的數(shù)行大量的數(shù)據(jù)交換。當控制系統(tǒng)變得復雜時，要求大批的數(shù)據(jù)信息能在不同的電子單元中共享，交換數(shù)據(jù)的信號線連接據(jù)信息能在不同的電子單元中共享，交換數(shù)據(jù)的信號線連接將變得更復雜，同時費用將提高。將變得更復雜，同時費用將提高。 傳統(tǒng)線束遠不能滿足這種需求。車輛電子系統(tǒng)之間如果傳統(tǒng)線束遠不能滿足這種需求。車輛電子系統(tǒng)之間如果通過線束進行數(shù)據(jù)傳輸，一般車輛車體內(nèi)的線束約可達通過線束進行數(shù)據(jù)傳輸，一般車輛車體內(nèi)的線束約可達3,8003,800米以上，重量可達米以上，重

5、量可達70708080公斤。公斤。解決問題的選擇就是網(wǎng)絡，在借鑒計算機網(wǎng)絡技術和現(xiàn)場控解決問題的選擇就是網(wǎng)絡，在借鑒計算機網(wǎng)絡技術和現(xiàn)場控制技術基礎上，開發(fā)出各種適用汽車環(huán)境的汽車網(wǎng)絡技術。制技術基礎上，開發(fā)出各種適用汽車環(huán)境的汽車網(wǎng)絡技術。5 5汽車汽車技術發(fā)展的趨勢技術發(fā)展的趨勢 降低能耗降低能耗: : 美國和日本美國和日本: : 從內(nèi)燃機到混合動力從內(nèi)燃機到混合動力 歐洲歐洲: : 從汽油發(fā)動機到柴油發(fā)動機從汽油發(fā)動機到柴油發(fā)動機 燃料電池交通工具，由于成本的原因會推遲到燃料電池交通工具，由于成本的原因會推遲到20302030年年. . 安全安全- -行駛安全的要求不斷的增加行駛安全的要

6、求不斷的增加 動力牽引控制動力牽引控制 高檔汽車將會采用新的總線標準（高檔汽車將會采用新的總線標準（LAN for Xby-WireLAN for Xby-Wire） 電子眼電子眼/ /防碰撞防碰撞/ABS/ABS 發(fā)動機防盜鎖止系統(tǒng)（發(fā)動機防盜鎖止系統(tǒng)（ Immobilizer Immobilizer） 舒適及便捷舒適及便捷 遠程通訊（遠程通訊（TelematicsTelematics） 排放標準更嚴格（節(jié)能減排）排放標準更嚴格（節(jié)能減排）6 6汽車排放標準介紹汽車排放標準介紹 汽車排放是指從廢氣中排出的汽車排放是指從廢氣中排出的COCO（一氧化碳）、（一氧化碳）、HCHCNOxNOx（碳氫

7、化合物和氮氧化物）、（碳氫化合物和氮氧化物）、PMPM（微粒，碳煙）等有害氣體（微粒，碳煙）等有害氣體。產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：COCO是燃油氧化不完全中間產(chǎn)物；是燃油氧化不完全中間產(chǎn)物；HCHC是燃料中未是燃料中未燃燒物質(zhì)；燃燒物質(zhì)；NOxNOx是燃料（汽油）燃燒中產(chǎn)生；是燃料（汽油）燃燒中產(chǎn)生；PMPM也是燃油（也是燃油（柴油）燃燒時缺氧產(chǎn)生的。柴油）燃燒時缺氧產(chǎn)生的。歐洲汽車排放標準是我國借鑒的汽車排放標準，歐洲汽車排放標準是我國借鑒的汽車排放標準， 20072007年實施年實施的國的國IIIIII相當于歐相當于歐3 3，20102010年實施的國年實施的國IVIV標準相當于歐標準相當于歐4

8、 4，歐，歐6 6將將于于20122012年底開始執(zhí)行。歐標以汽車發(fā)動機單位行駛距離的排年底開始執(zhí)行。歐標以汽車發(fā)動機單位行駛距離的排污量（污量（g/kmg/km）計算，汽車分為總質(zhì)量不超過）計算，汽車分為總質(zhì)量不超過35003500公斤（輕型公斤（輕型車）和總質(zhì)量超過車）和總質(zhì)量超過35003500公斤（重型車）兩類。公斤（重型車）兩類。美國總統(tǒng)美國總統(tǒng)0909年正式提出新的全國汽車減排節(jié)能計劃，要求在年正式提出新的全國汽車減排節(jié)能計劃，要求在20162016年前出產(chǎn)的轎車和卡車平均油耗達到每加侖年前出產(chǎn)的轎車和卡車平均油耗達到每加侖35.535.5英里，同時減英里，同時減少少30%30%的

9、尾氣排放。的尾氣排放。 7 7標準標準&技術發(fā)展的趨勢技術發(fā)展的趨勢8 89 91010 為方便研究和設計應用，為方便研究和設計應用，SAESAE車輛網(wǎng)絡委員會將汽車車輛網(wǎng)絡委員會將汽車數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)劃分為數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)劃分為A A、B B、C C三類。三類。 A A類：面向傳感器類：面向傳感器/ /執(zhí)行器控制的低速網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)傳輸執(zhí)行器控制的低速網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)傳輸位速率通常只有位速率通常只有1-10kbps1-10kbps。主要應用于電動門窗、座椅。主要應用于電動門窗、座椅調(diào)節(jié)、燈光照明等控制。調(diào)節(jié)、燈光照明等控制。 B B類：面向獨立模塊間數(shù)據(jù)共享的中速網(wǎng)絡，位速率一類：面向獨立模塊間數(shù)據(jù)共享的中速網(wǎng)絡

10、，位速率一般為般為10-100kbps10-100kbps。主要應用于電子車輛信息中心、故障。主要應用于電子車輛信息中心、故障診斷、儀表顯示、安全氣囊等系統(tǒng)，以減少冗余的傳診斷、儀表顯示、安全氣囊等系統(tǒng)，以減少冗余的傳感器和其它電子部件。感器和其它電子部件。 C C類：面向高速、實時閉環(huán)控制的多路傳輸網(wǎng)，最高位類：面向高速、實時閉環(huán)控制的多路傳輸網(wǎng)，最高位速率可達速率可達1Mbps1Mbps，主要用于懸架控制、牽引控制、先進，主要用于懸架控制、牽引控制、先進發(fā)動機控制、發(fā)動機控制、ABSABS等系統(tǒng)，以簡化分布式控制和進一等系統(tǒng)，以簡化分布式控制和進一步減少車身線束。到目前為止，滿足步減少車身

11、線束。到目前為止，滿足C C類網(wǎng)要求的汽車類網(wǎng)要求的汽車控制局域網(wǎng)只有控制局域網(wǎng)只有CANCAN協(xié)議。協(xié)議。 三類網(wǎng)絡功能均向下涵蓋，即三類網(wǎng)絡功能均向下涵蓋，即B B類支持類支持A A類網(wǎng)，類網(wǎng)，C C類網(wǎng)類網(wǎng)能實現(xiàn)能實現(xiàn)B B類和類和A A類網(wǎng)功能。目前類網(wǎng)功能。目前B B類汽車局域網(wǎng)應用最類汽車局域網(wǎng)應用最為廣泛，為廣泛，A A類網(wǎng)趨于淘汰，類網(wǎng)趨于淘汰，C C類網(wǎng)應用日益廣泛。按發(fā)類網(wǎng)應用日益廣泛。按發(fā)展趨勢，在不久的將來展趨勢，在不久的將來C C類網(wǎng)將占據(jù)主導地位。類網(wǎng)將占據(jù)主導地位。1111車載網(wǎng)絡（In-Vehicle Network）中應用標準化總線技術則成為較理想的解決方式。

12、按不同的技術特點和應用領域，車載總線技術還可分為五類。如表一所示，第一類LIN、 TTP/A等總線傳輸速度最低，適用于車體控制；第二類中速總線，如低速CAN、SAE J1850、VAN（Vehicle Area Network）等，適用于對實時性要求不高的通信應用；第三類包括高速CAN、TTP/C等技術，適用于高速、實時死循環(huán)控制的多路傳輸網(wǎng)絡；第四類如 IDB-C、IDB-M（D2B、MOST ：Media Oriented System Transport 、IDB1394）)、IDB-Wireless（Bluetooth）等，一般應用于車載資通娛樂網(wǎng)絡；第五類傳輸速度最高，用于最具關鍵性

13、、實時性最高的人身安全系統(tǒng)，包括FlexRay和Byteflight等。此外還有用于診斷的Keyword2000和ISO 9141。1212汽車網(wǎng)絡系統(tǒng)汽車網(wǎng)絡系統(tǒng)總線標準總線標準及應用及應用：1313控制器局域網(wǎng)CAN（Control Area Network）總線是德國BOSCH公司為解決現(xiàn)代汽車控制與測試儀器間數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的串行數(shù)據(jù)通訊協(xié)議（1986）。最早成為國際標準（ISO11898），也是目前事實上的汽車總線協(xié)議標準。國際半導體廠商開發(fā)CAN總線專用芯片的有：Intel、Motorola、Philips、Siemens、NEC、Honeywell等。CAN屬于總線式通訊網(wǎng)絡。CA

14、N總線規(guī)范了任意兩個CAN節(jié)點之間的兼容性，包括電氣特性及數(shù)據(jù)解釋協(xié)議，CAN的物理層決定了實際位傳送過程中的電氣特性，在同一網(wǎng)絡中，所有節(jié)點的物理層必須保持一致，但可以采用不同方式的物理層。CAN的數(shù)據(jù)鏈路層功能包括幀組織形式，總線仲裁和檢錯、錯誤報告及處理，確認哪個信息要發(fā)送的，確認接收到的信息及為應用層提供了接口。1414 CANCAN協(xié)議模型結構只有協(xié)議模型結構只有OSIOSI底層的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層底層的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。CANCAN屬于總線式串行通信網(wǎng)絡屬于總線式串行通信網(wǎng)絡通過報文濾波即可實現(xiàn)點對點、一點對多點及全網(wǎng)通過報文濾波即可實現(xiàn)點對點、一點對多點及全網(wǎng)廣播幾種方式發(fā)送接

15、收數(shù)據(jù)廣播幾種方式發(fā)送接收數(shù)據(jù)為多主方式工作，通信方式靈活為多主方式工作，通信方式靈活CANCAN網(wǎng)絡按節(jié)點類型分成不同的優(yōu)先級網(wǎng)絡按節(jié)點類型分成不同的優(yōu)先級CANCAN采用非破壞性總線優(yōu)先級仲裁技術采用非破壞性總線優(yōu)先級仲裁技術 CANCAN總線的數(shù)據(jù)傳遞方式總線的數(shù)據(jù)傳遞方式以報文為單位進行以報文為單位進行，短幀結構（短幀結構（8 8字節(jié)），字節(jié)）， 每個報文的標志符每個報文的標志符IDID起始部分有一個起始部分有一個1111位的標志符位的標志符IDID 傳輸速率：傳輸速率： 可達到可達到1Mbps/40m1Mbps/40m（5k/10km5k/10km） 差錯控制：機制充分，可靠性高差錯

16、控制：機制充分，可靠性高CANCAN總線技術的特點總線技術的特點：1515采用總線仲裁技術，當出現(xiàn)幾個節(jié)點同時在網(wǎng)絡上采用總線仲裁技術，當出現(xiàn)幾個節(jié)點同時在網(wǎng)絡上傳輸信息時，優(yōu)先級高的節(jié)點可繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，而傳輸信息時，優(yōu)先級高的節(jié)點可繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，而優(yōu)先級低的節(jié)點則主動停止發(fā)送，從而避免沖突。優(yōu)先級低的節(jié)點則主動停止發(fā)送，從而避免沖突。 CANCAN支持四類報文幀：數(shù)據(jù)幀、遠程幀、出錯幀、支持四類報文幀：數(shù)據(jù)幀、遠程幀、出錯幀、超載幀，單幀字節(jié)長度短，有很好的實時性。超載幀，單幀字節(jié)長度短，有很好的實時性。每幀都有循環(huán)冗余校驗每幀都有循環(huán)冗余校驗CRCCRC及其它檢錯措施，糾錯及其它檢錯措施，

17、糾錯能力非常強，從而提高數(shù)據(jù)的準確性；能力非常強，從而提高數(shù)據(jù)的準確性；CANCAN節(jié)點在錯誤嚴重的情況下，具有自動關閉輸出節(jié)點在錯誤嚴重的情況下，具有自動關閉輸出功能，可自動切斷與總線的通信聯(lián)系，以使總線上功能，可自動切斷與總線的通信聯(lián)系，以使總線上的其他操作不受影響。的其他操作不受影響。CANCAN上的節(jié)點數(shù)主要取決于總線驅(qū)動電路上的節(jié)點數(shù)主要取決于總線驅(qū)動電路成本不高成本不高特點特點細節(jié)：細節(jié)：1616 將將CANCAN總線應用在汽車中優(yōu)點：總線應用在汽車中優(yōu)點：(1)(1)用低成本的雙絞線電纜代替了車身內(nèi)昂貴的導線，并用低成本的雙絞線電纜代替了車身內(nèi)昂貴的導線，并大幅度減少了用線數(shù)量；

18、提高可靠性大幅度減少了用線數(shù)量；提高可靠性, ,安全性、降低成本安全性、降低成本(2)(2)具有快速響應時間和高可靠性，并適合對實時性要求具有快速響應時間和高可靠性，并適合對實時性要求較高的應用如剎車裝置和氣囊；控制平臺、信息平臺、較高的應用如剎車裝置和氣囊；控制平臺、信息平臺、駕駛平臺的互連基礎駕駛平臺的互連基礎(3)CAN(3)CAN芯片可以抗高溫和高噪聲，并且具有較低的價格芯片可以抗高溫和高噪聲，并且具有較低的價格，開放的工業(yè)標準。，開放的工業(yè)標準。 對于一般控制對于一般控制, ,設備間連鎖可以通過串行網(wǎng)絡完成。通過設備間連鎖可以通過串行網(wǎng)絡完成。通過CANCAN總線總線, ,傳感器、控

19、制器和執(zhí)行器由串行數(shù)據(jù)線連接傳感器、控制器和執(zhí)行器由串行數(shù)據(jù)線連接起來。其通信協(xié)議相當于起來。其通信協(xié)議相當于ISO/OSIISO/OSI參考模型中的數(shù)據(jù)鏈參考模型中的數(shù)據(jù)鏈路層路層, ,網(wǎng)絡可根據(jù)協(xié)議探測和糾正數(shù)據(jù)傳輸過程中因電磁網(wǎng)絡可根據(jù)協(xié)議探測和糾正數(shù)據(jù)傳輸過程中因電磁干擾而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)錯誤。干擾而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)錯誤。 CANCAN網(wǎng)絡的配制比較容易網(wǎng)絡的配制比較容易, ,允許任何站之間直接進行通允許任何站之間直接進行通信信, ,而無需將所有數(shù)據(jù)全部匯總到主計算機后再行處理。而無需將所有數(shù)據(jù)全部匯總到主計算機后再行處理。1717CANCAN技術技術 基本原理示意圖基本原理示意圖1201818C

20、ANCAN總線技術的支持器件總線技術的支持器件類別類別產(chǎn)品分類產(chǎn)品分類典型產(chǎn)品典型產(chǎn)品CAN控控制器制器獨立獨立CAN控制器控制器SJA1000 （Philips），MPC2515（Microchip）集成集成CAN控制器的單控制器的單片機片機P8*C591（ Philips，80C51 指令，包含PeliCAN 功能）AT89C51CC0*（Atmel，NXP集成集成CAN控制器控制器的的ARM芯片芯片集成有CAN控制器的NXP ARM7芯片（）TI集成集成CAN控制器的控制器的ARM芯片芯片TI S2000系列和S8000系列ARM芯片（）CAN收收發(fā)器發(fā)器CAN收發(fā)器收發(fā)器TJA10*（

21、NXP)，PCA82C25*（通用型），MC33897（Freescale），MCP2551隔離隔離CAN收發(fā)器收發(fā)器ISO1050（TI)，TJA1050 （Philips，提供差動發(fā)送性能，集成高速電氣隔離、電源隔離、CAN收發(fā)器、總線保護器件） 19192.2. CANCAN通信協(xié)議通信協(xié)議2020OSIOSI和郵件收發(fā)和郵件收發(fā)2121OSI OSI 模型七個層的功能模型七個層的功能2222 1 1） CANCAN的物理的物理層層 特性特性： 拓撲結構拓撲結構CANCAN在物理結構上屬于總線式通信網(wǎng)絡。在物理結構上屬于總線式通信網(wǎng)絡。機械參數(shù)及傳輸介質(zhì)模塊通過一個機械參數(shù)及傳輸介質(zhì)模塊

22、通過一個9 9針的針的D D型插頭連接型插頭連接到到CANCAN總線上?？偩€采用屏蔽的或非屏蔽的雙絞線，用總線上?？偩€采用屏蔽的或非屏蔽的雙絞線，用光纖更佳。光纖更佳。電氣參數(shù)及信號表示總線上的數(shù)據(jù)采用不歸零編碼方電氣參數(shù)及信號表示總線上的數(shù)據(jù)采用不歸零編碼方式（式（NRZNRZ），可具有兩種互補的邏輯值之一：顯性），可具有兩種互補的邏輯值之一：顯性（0 0 -Dominant -Dominant ）及隱性及隱性（1- 1- Recessive Recessive ）。CANCAN總線各節(jié)總線各節(jié)點使用相同位速率。點使用相同位速率。 CAN總線采用時鐘同步技術來保證通訊的同步。每位時間組成如圖

23、。接收器在兩個相位緩沖段間采樣輸入位值，兩個相位緩沖段長度可自由調(diào)節(jié)，以保證采樣的可靠性。 2323物理層協(xié)議物理層協(xié)議Bosch開發(fā)的CAN規(guī)范中物理層沒有完整的定義，允許系統(tǒng)設計者為其應用優(yōu)化電平和傳輸中介。已經(jīng)創(chuàng)建了的CAN物理層標準有：ISO 11898-2ISO 11898-2高速（高速（傳送速率1 Mbit/s-最大長度40 m）指定兩線制差分總線。線阻抗為120 Ohm，CAN_L-2 V至CAN_H+7 V。ISO 11898-3ISO 11898-3容錯容錯 (容錯CAN) 用于汽車車身電子設備。速率125 kbit/s，共模電壓范圍在-2 V到+7 V之間。電源定義為5 V

24、。 SAE J2411 SAE J2411 單線單線適用于對比特率和長度要求較低的CAN網(wǎng)絡。介質(zhì)非屏蔽的單線，標稱速率33.3 kbit/s(高速模式83.3 kbit/s) 。 ISO 11992 ISO 11992 點對點點對點對于帶有拖車的車輛，標稱數(shù)據(jù)速率125 kbit/s。非屏蔽的雙絞線作為總線介質(zhì)。 其它：其它：對于光學介質(zhì)沒有規(guī)范，隱性電平用“暗”表示，顯性電平用“亮”表示 2424ISO11898 NOMINAL BUS LEVELS25252 2）CANCAN鏈路層鏈路層CAN協(xié)議當初分為：目標層、傳送層、物理層。其中目標層和傳送層包括了ISO/OSI定義的數(shù)據(jù)鏈路的所有

25、功能。目標層的功能包括：確認要發(fā)送的信息；位應用層提供接口。傳送層功能包括：數(shù)據(jù)幀組織：總線仲裁：檢錯、錯誤報告、錯誤處理。CAN總線以報文為單位進行信息交換，報文中含有標示符（ID），它既描述了數(shù)據(jù)的含義又表明了報文的優(yōu)先權。CAN總線上的各個協(xié)點都可主動發(fā)送數(shù)據(jù)。當同時有兩個或兩個以上的節(jié)點發(fā)送報文時，CAN控制器采用ID進行仲裁。ID控制節(jié)點對總線的訪問。發(fā)送具有最高優(yōu)先權報文的節(jié)點獲得總線的使用權，其他節(jié)點自動停止發(fā)送，總線空閑后，這些節(jié)點將自動重發(fā)報文。 2626CAN支持四類信息幀類型：數(shù)據(jù)幀、遠程幀 、錯誤指示幀 和超載幀。數(shù)據(jù)幀和遠程幀 有兩種格式：2.0A和標準2.0B。兩者

26、本質(zhì)的不同在于ID的長度不同。在2.0A類型中，ID的長度為l l位；在2.0B類型中ID為29位。 2727（1 1）數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù)/ /信息幀信息幀（DataData Frame)Frame)包括包括7 7個主要的域個主要的域（bitbit fieldfield）：幀起始域幀起始域（SoFSoF）：）：標志數(shù)據(jù)幀開始，一個顯性位組成。標志數(shù)據(jù)幀開始，一個顯性位組成。仲裁域仲裁域（Arbitration)Arbitration)：內(nèi)容由標示符和遠程傳輸請求位（內(nèi)容由標示符和遠程傳輸請求位（RTRRTR）組成，）組成，RTRRTR用以表明此信息幀是數(shù)據(jù)幀還是不包含任何用以表明此信息幀是數(shù)據(jù)幀還是不

27、包含任何數(shù)據(jù)的遠地請求幀。當數(shù)據(jù)的遠地請求幀。當2.0A2.0A的數(shù)據(jù)幀和的數(shù)據(jù)幀和2.0B2.0B的數(shù)據(jù)幀必須在同的數(shù)據(jù)幀必須在同一條總線上傳輸時，首先判斷其優(yōu)先權，如果一條總線上傳輸時，首先判斷其優(yōu)先權，如果IDID相同，則非相同，則非擴展數(shù)據(jù)幀的優(yōu)先權高于擴展數(shù)據(jù)幀。擴展數(shù)據(jù)幀的優(yōu)先權高于擴展數(shù)據(jù)幀?？刂朴蚩刂朴颍–ontrol)Control)：r0r0、r1r1是保留位，作為擴展位，是保留位，作為擴展位，DLCDLC表表示一幀中數(shù)據(jù)字節(jié)的數(shù)目。示一幀中數(shù)據(jù)字節(jié)的數(shù)目。數(shù)據(jù)域數(shù)據(jù)域：包含包含0 08 8字節(jié)的數(shù)據(jù)。字節(jié)的數(shù)據(jù)。校驗域校驗域（CRCCRC）：）：檢驗位錯用的循環(huán)冗余校驗域

28、，檢驗位錯用的循環(huán)冗余校驗域，1515位。位。應答域應答域（ACKACK）：）：包括應答位和應答分隔符。正確接收包括應答位和應答分隔符。正確接收到有效報文的接收站在應答期間將總線值為顯性電平。到有效報文的接收站在應答期間將總線值為顯性電平。幀結束幀結束（EoF)EoF) ：由七位隱性電平組成。由七位隱性電平組成。2828 （2 2）遠程幀）遠程幀 接受數(shù)據(jù)的節(jié)點可通過發(fā)遠程幀請求源節(jié)接受數(shù)據(jù)的節(jié)點可通過發(fā)遠程幀請求源節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)。它由點發(fā)送數(shù)據(jù)。它由6 6個域組成：幀起始、仲裁域、控制個域組成：幀起始、仲裁域、控制域、校驗域、應答域、幀結束。域、校驗域、應答域、幀結束。 （3 3）錯誤指示幀）

29、錯誤指示幀 由錯誤標志和錯誤分界兩個域組成。由錯誤標志和錯誤分界兩個域組成。接收節(jié)點發(fā)現(xiàn)總線上的報文有誤時，將自動發(fā)出接收節(jié)點發(fā)現(xiàn)總線上的報文有誤時，將自動發(fā)出“活活動錯誤標志動錯誤標志”其他節(jié)點檢測到活動錯誤標志后發(fā)送其他節(jié)點檢測到活動錯誤標志后發(fā)送“錯誤認可標志錯誤認可標志”。 （4 4）超載幀）超載幀 由超載標志和超載分隔符組成。超載幀只由超載標志和超載分隔符組成。超載幀只能在一個幀結束后開始。當接收方接收下一幀之前，能在一個幀結束后開始。當接收方接收下一幀之前，需要過多的時間處理當前的數(shù)據(jù)，或在幀問空隙域檢需要過多的時間處理當前的數(shù)據(jù)，或在幀問空隙域檢測到顯性電平時，則導致發(fā)送超載幀。

30、測到顯性電平時，則導致發(fā)送超載幀。 （5 5）幀間空隙）幀間空隙 位于數(shù)據(jù)幀和遠地幀與前面的信息幀之位于數(shù)據(jù)幀和遠地幀與前面的信息幀之間，由幀間空隙和總線空閑狀態(tài)組成。幀間空隙是必間，由幀間空隙和總線空閑狀態(tài)組成。幀間空隙是必要的，在此期間，要的，在此期間， CAN CAN不進行新的幀發(fā)送，為的是不進行新的幀發(fā)送，為的是CANCAN控制器在下次信息傳遞前有時間進行內(nèi)部處理操控制器在下次信息傳遞前有時間進行內(nèi)部處理操作。當總線空閑時作。當總線空閑時CANCAN控制器方可發(fā)送數(shù)據(jù)?？刂破鞣娇砂l(fā)送數(shù)據(jù)。2929仲裁區(qū)傳送期間,每個發(fā)送器都監(jiān)視總線上當前電平,并與自己已經(jīng)發(fā)送的位電平進行比較。如果值相

31、等,那么繼續(xù)發(fā)送; 如果發(fā)送了一個隱性位(值1) ,同時在總線上監(jiān)視到一個顯性位(值0) ,那么本節(jié)點將失去仲裁權, 必須停止發(fā)送數(shù)據(jù)。失去仲裁權的節(jié)點可以在當前發(fā)送完成的時候再次嘗試發(fā)送數(shù)據(jù)。具有最低數(shù)字值的標識符獲得仲裁優(yōu)先權。3030總線上的各種數(shù)據(jù)的延遲要求是不一樣的，快速變化的物理總線上的各種數(shù)據(jù)的延遲要求是不一樣的，快速變化的物理量（如發(fā)送機的轉(zhuǎn)速、路面的隨機波動信號等）比慢時變的量（如發(fā)送機的轉(zhuǎn)速、路面的隨機波動信號等）比慢時變的物理量（如溫度、壓力等信號）要求的頻率大的多。當多節(jié)物理量（如溫度、壓力等信號）要求的頻率大的多。當多節(jié)點同時需要訪問總線，點同時需要訪問總線，CANC

32、AN控制器通過各種報文被賦予的優(yōu)控制器通過各種報文被賦予的優(yōu)先權標示符及先權標示符及IDID數(shù)的大小來仲裁誰先發(fā)送（優(yōu)先級以二進制數(shù)的大小來仲裁誰先發(fā)送（優(yōu)先級以二進制數(shù)表示，但不允許動態(tài)更改）。使信息近似于實時傳輸。數(shù)表示，但不允許動態(tài)更改）。使信息近似于實時傳輸。000000111111111Device A transmitsID = 110 0100 0111 (647 hex)Device B transmitsID = 110 1100 0111 (6C7 hex)Device B loses, and goes idle until end of frameDevice A wi

33、ns, and proceeds31313 3）CAN CAN 的出錯管理的出錯管理CAN CAN 提供了檢測下列錯誤類型的機制提供了檢測下列錯誤類型的機制: : 位錯誤。當發(fā)送器將自己發(fā)送的電平與總線上的電平相位錯誤。當發(fā)送器將自己發(fā)送的電平與總線上的電平相比較比較, ,發(fā)現(xiàn)兩者不相等時發(fā)現(xiàn)兩者不相等時, ,出現(xiàn)錯誤出現(xiàn)錯誤; ; 應答錯誤。當發(fā)送器確定信息沒有得到應答應答錯誤。當發(fā)送器確定信息沒有得到應答, ,則檢測到應則檢測到應答錯誤答錯誤; ; 填充錯誤。當節(jié)點檢測到填充錯誤。當節(jié)點檢測到6 6 個相同電平值的連續(xù)位時個相同電平值的連續(xù)位時, ,則則檢測到填充錯誤檢測到填充錯誤; ;

34、CRCCRC錯誤。當接收器計算的錯誤。當接收器計算的CRC (CRC (循環(huán)冗余檢查循環(huán)冗余檢查) ) 值不符值不符合發(fā)送器發(fā)送的合發(fā)送器發(fā)送的CRC CRC 值值, ,則檢測到則檢測到CRC CRC 錯誤錯誤; ; 格式錯誤。如果節(jié)點在一個必須發(fā)送預定值的區(qū)內(nèi)檢測格式錯誤。如果節(jié)點在一個必須發(fā)送預定值的區(qū)內(nèi)檢測到一個非法位到一個非法位, ,則檢測到格式錯誤。則檢測到格式錯誤。檢測到出錯的節(jié)點在下一位發(fā)送出錯標志。檢測到出錯的節(jié)點在下一位發(fā)送出錯標志。（ “位填充位填充”規(guī)則規(guī)則，在一幀中的幀起始、仲裁域、控制域、數(shù)，在一幀中的幀起始、仲裁域、控制域、數(shù)據(jù)域和據(jù)域和CRCCRC域部分，發(fā)送器在

35、需發(fā)送比特流中域部分，發(fā)送器在需發(fā)送比特流中5 5個具有相同數(shù)值的個具有相同數(shù)值的連續(xù)位后自動插入一個反碼位。數(shù)據(jù)幀和遠程幀的其余組成部分連續(xù)位后自動插入一個反碼位。數(shù)據(jù)幀和遠程幀的其余組成部分(CRC(CRC界定符、應答域和幀結束界定符、應答域和幀結束) )具有固定格式，不進行位填充。具有固定格式，不進行位填充。）3232 為了盡量減小網(wǎng)絡上故障節(jié)點的負面影響為了盡量減小網(wǎng)絡上故障節(jié)點的負面影響, CAN , CAN 定義定義了一個故障界定狀態(tài)機制。一個節(jié)點可能處于下列三了一個故障界定狀態(tài)機制。一個節(jié)點可能處于下列三種錯誤狀態(tài)之一種錯誤狀態(tài)之一: : 錯誤激活錯誤激活（ErrorError

36、Active)Active)。當一個。當一個”錯誤激活錯誤激活”節(jié)點節(jié)點檢測到上述某個錯誤時檢測到上述某個錯誤時, ,它將發(fā)送一個活動錯誤幀它將發(fā)送一個活動錯誤幀, ,導致導致所有其他節(jié)點都檢測到一個填充錯誤所有其他節(jié)點都檢測到一個填充錯誤, ,且丟棄當前這個且丟棄當前這個幀幀; ; 錯誤認可錯誤認可（ErrorError Positive)Positive)。當一個錯誤認可節(jié)點檢。當一個錯誤認可節(jié)點檢測到上述的某一個錯誤時測到上述的某一個錯誤時, ,它將發(fā)出一個認可錯誤幀。它將發(fā)出一個認可錯誤幀。這個幀可能不會引起當前接收幀的丟棄這個幀可能不會引起當前接收幀的丟棄; ; 離線離線（BusBu

37、s Off)Off)。處于離線狀態(tài)下的節(jié)點不允許對總。處于離線狀態(tài)下的節(jié)點不允許對總線有任何影響線有任何影響, ,它在邏輯上是與網(wǎng)絡斷開的。它在邏輯上是與網(wǎng)絡斷開的。 在在CAN CAN 的內(nèi)部有一個發(fā)送和接收錯誤計數(shù)器。當檢測的內(nèi)部有一個發(fā)送和接收錯誤計數(shù)器。當檢測到一個發(fā)送或接收錯誤時到一個發(fā)送或接收錯誤時, ,錯誤計數(shù)器的值將按照預先錯誤計數(shù)器的值將按照預先分配的不同計數(shù)值進行累加。反之分配的不同計數(shù)值進行累加。反之, ,有效的接收及發(fā)送有效的接收及發(fā)送將使這些計數(shù)器值減小將使這些計數(shù)器值減小, ,直到變成最小值直到變成最小值0 0 。通過讀取。通過讀取錯誤計數(shù)器的值錯誤計數(shù)器的值,CA

38、N ,CAN 就可以很方便地判定節(jié)點的出錯就可以很方便地判定節(jié)點的出錯級別。級別。3333Can Can 數(shù)據(jù)幀示例數(shù)據(jù)幀示例0 x5 .Temperature Pressure Torque.ID4 bytes2 bytes2 bytesData 8 bytesGearbox CAN Data Frame0 x10 . Temperature Torque.ID4 bytes2 bytesABS CAN Data FrameData 8 byte ( 2 bytes not used)3434TempPressureTorque.CAN FramesCAN busPCCANDAQ35353.

39、3. CANCAN總線器件總線器件 執(zhí)行執(zhí)行CAN CAN 協(xié)議的協(xié)議的CAN CAN 芯片可由多家制造商提供芯片可由多家制造商提供, ,比較比較流行的是流行的是Philips Philips （ 還有還有NXPNXP），），MotorolaMotorola， MicrochipMicrochip等等公司的產(chǎn)品。目前廣泛流行的公司的產(chǎn)品。目前廣泛流行的CANCAN總線器件分為兩總線器件分為兩大類：大類： 一類是獨立的一類是獨立的CANCAN控制器，如控制器，如PHILIPSPHILIPS公司的公司的82c20082c200、及及IntelIntel公司的公司的82526/8252782526/

40、82527等；等；82C200 (82C200 (支持支持CAN 2. 0A)CAN 2. 0A)現(xiàn)在已經(jīng)逐漸被新型號的現(xiàn)在已經(jīng)逐漸被新型號的SJA1000 (SJA1000 (支持支持CAN 2. 0B)CAN 2. 0B)所取所取代。代。 另一類是帶有在片另一類是帶有在片CANCAN總線的微控制器，（指包含總線的微控制器，（指包含CAN CAN 控制器的芯片）?？刂破鞯男酒?。PhilipsPhilips半導體公司生產(chǎn)的半導體公司生產(chǎn)的CANCAN芯片也有這種結構的。嵌入式芯片的早期代表型號為芯片也有這種結構的。嵌入式芯片的早期代表型號為P8XC592(8 P8XC592(8 位位CPU)

41、 ,CPU) ,現(xiàn)在已經(jīng)逐漸被新型號的現(xiàn)在已經(jīng)逐漸被新型號的XA2C3 XA2C3 (16 (16 位位CPU) CPU) 所取代。所取代。 Motorola Motorola 半導體公司生產(chǎn)的半導體公司生產(chǎn)的CAN CAN 芯片只有這種。早期代表型號為芯片只有這種。早期代表型號為MC68HC05X4/ X16 MC68HC05X4/ X16 系系列列(8 (8 位位CPU) ,CPU) ,現(xiàn)在已經(jīng)逐漸被新型號的現(xiàn)在已經(jīng)逐漸被新型號的C68HC08AZ60 C68HC08AZ60 系列系列(8 (8 位增強型位增強型CPU) CPU) 所取代。所取代。36361）SJA1000-獨立獨立CAN

42、CAN控制器控制器 SJA1000SJA1000是獨立是獨立CANCAN控制器，用于汽車和一般工業(yè)環(huán)境控制器，用于汽車和一般工業(yè)環(huán)境。是。是 PCA82C200 CANPCA82C200 CAN控制器控制器(BasicCAN)(BasicCAN)的替代產(chǎn)品。的替代產(chǎn)品。 SJA1000SJA1000有兩種工作模式：有兩種工作模式：Basic CANBasic CAN模式和模式和PeliCANPeliCAN模模式，式，BasicCAN BasicCAN 模式是上電后默認的操作模式因此用模式是上電后默認的操作模式因此用A82C200 A82C200 開發(fā)的已有硬件和軟件可以直接在開發(fā)的已有硬件和軟

43、件可以直接在SJA1000 SJA1000 上上使用而不用作任何修改使用而不用作任何修改. . PeliCAN PeliCAN 模式是新的操作模式它能夠處理所有模式是新的操作模式它能夠處理所有CAN2.0B CAN2.0B 規(guī)范的幀類型而且它還提供一些增強功能使規(guī)范的幀類型而且它還提供一些增強功能使SJA1000 SJA1000 能能應用于更寬的領域應用于更寬的領域. . SJA1000SJA1000作為微控制器的片外擴展芯片，其片選引腳作為微控制器的片外擴展芯片，其片選引腳CSCS接在微控制器的地址譯碼器上，從而決定了接在微控制器的地址譯碼器上，從而決定了CANCAN控制控制器各寄存器的地址

44、。器各寄存器的地址。 SJA1000SJA1000通過通過CANCAN控制器接口芯片控制器接口芯片82C25082C250連接在物理總連接在物理總線上。線上。3737PeliCANPeliCAN模式擴展功能：模式擴展功能： PeliCANPeliCAN模式將識別碼從模式將識別碼從1111位擴展到位擴展到2929位，適用范圍更廣泛；位，適用范圍更廣泛； 可讀可讀/ /寫訪問，可編程的錯誤計數(shù)器；寫訪問，可編程的錯誤計數(shù)器； 最近一次錯誤代碼寄存器；最近一次錯誤代碼寄存器； 對每一個對每一個CANCAN總線錯誤的中斷；總線錯誤的中斷； 單次發(fā)送單次發(fā)送 ( (無重發(fā)無重發(fā)) )； 只聽模式只聽模式

45、 ( (無確認，無活動的出錯標志無確認，無活動的出錯標志) )； 支持熱插拔支持熱插拔 ( (軟件位速率檢測軟件位速率檢測) )； 接收過濾器擴展接收過濾器擴展 (4 (4字節(jié)代碼，字節(jié)代碼，4 4字節(jié)屏蔽字節(jié)屏蔽) )； 自身信息接收自身信息接收 ( (自接收請求自接收請求) )。以上擴展功能為用戶更好地識別和處理發(fā)送和接收錯誤、更以上擴展功能為用戶更好地識別和處理發(fā)送和接收錯誤、更好地應用和調(diào)試好地應用和調(diào)試CANCAN控制器提供了方便?？刂破魈峁┝朔奖?。這兩種模式可以通過時鐘分頻寄存器這兩種模式可以通過時鐘分頻寄存器CDR.7CDR.7這位來進行選?。ㄟ@位來進行選?。–DR.7=0CDR

46、.7=0為為BasicCAN ModeBasicCAN Mode；CDR.7=0CDR.7=0為為PeliCAN ModePeliCAN Mode）。）。38383939CAN 核心模塊控制CAN 幀的發(fā)送和接收, 接口管理邏輯負責連接外部主控制器, 可以是微型控制器或任何其他器件. SJA1000 的發(fā)送緩沖器能夠存儲一個完整的報文. 當主控制器初始化時，發(fā)送接口管理邏輯會使CAN 核心模塊從發(fā)送緩沖器讀CAN 報文. 當收到一個報文時, CAN 核心模塊將串行位流轉(zhuǎn)換成用于驗收濾波器的并行數(shù)據(jù). 通過這個可編程的濾波器， SJA1000 能確定主控制器要接收哪些報文。 所有收到的報文由驗收

47、濾波器驗收并存儲在接收FIFO 。儲存報文的多少由工作模式?jīng)Q定而最多能存儲32 個報文。40404141CANCAN總線物理接口總線物理接口- -芯片芯片82C25082C250 由由PHILIPSPHILIPS公司設計生產(chǎn)，是公司設計生產(chǎn)，是CAN CAN 協(xié)議控制器和物理協(xié)議控制器和物理總線之間的接口?？偩€之間的接口。82C250 82C250 可以為總線提供不同的發(fā)送可以為總線提供不同的發(fā)送性能，為性能，為CAN CAN 控制器提供不同的接收性能。而且它與控制器提供不同的接收性能。而且它與“ISO11898”“ISO11898”標準完全兼容。標準完全兼容。PCA82C250PCA82C2

48、50的目的是為的目的是為了增大通信距離，提高系統(tǒng)的瞬間抗干擾能力，保護了增大通信距離，提高系統(tǒng)的瞬間抗干擾能力，保護總線，降低射頻干擾（總線，降低射頻干擾（RFIRFI）實現(xiàn)熱防護等。為了進一）實現(xiàn)熱防護等。為了進一步提高抗干擾措施，在兩個步提高抗干擾措施，在兩個CANCAN器件之間使用由高速器件之間使用由高速隔離器件隔離器件6N1376N137構成的隔離電路。構成的隔離電路。 主要特性如下：主要特性如下： . .符合符合ISO/IS11898ISO/IS11898標準；標準； . . 能抗汽車環(huán)境下的瞬太干擾；能抗汽車環(huán)境下的瞬太干擾； . .具有限斜率控制，抗射頻干擾；具有限斜率控制，抗射

49、頻干擾； . .差分發(fā)送差分發(fā)送/ /接收，抗電磁干擾（接收，抗電磁干擾（EMIEMI）能力強；）能力強； . .具有過熱保護和短路保護；具有過熱保護和短路保護； . .網(wǎng)絡中的節(jié)點掉電不會影響整個網(wǎng)絡的工作；網(wǎng)絡中的節(jié)點掉電不會影響整個網(wǎng)絡的工作； . .最多可帶最多可帶110110個節(jié)點；個節(jié)點；424243434444CANCAN收發(fā)器收發(fā)器TJA1050TJA1050 TJA1050 TJA1050 是是PCA82C250/1PCA82C250/1后繼產(chǎn)品，標準的高速后繼產(chǎn)品，標準的高速CANCAN收收發(fā)器。發(fā)器。TJA1050TJA1050為為CANCAN控制器提供差動接收性能?？刂?/p>

50、器提供差動接收性能。 特性：特性： 與與“ISO 11898”ISO 11898”標準完全兼容；速度可達標準完全兼容；速度可達1Mbps1Mbps；極低的電磁輻射；極低的電磁輻射(EME)(EME)；最多可以連接；最多可以連接110110個個節(jié)點；沒有供電的節(jié)點不干擾總線；對電源和地的短節(jié)點；沒有供電的節(jié)點不干擾總線；對電源和地的短路保護功能；發(fā)送數(shù)據(jù)路保護功能；發(fā)送數(shù)據(jù)(TXD)(TXD)控制超時顯性功能；在汽控制超時顯性功能；在汽車環(huán)境下對總線引腳的瞬態(tài)保護；熱保護。車環(huán)境下對總線引腳的瞬態(tài)保護；熱保護。 優(yōu)勢：優(yōu)勢： 第一個采用第一個采用SOISOI技術降低電磁輻射；增加了防技術降低電磁

51、輻射；增加了防失效功能；提高了無源特性；發(fā)送禁止時為靜音模式失效功能；提高了無源特性；發(fā)送禁止時為靜音模式；輸入電平與；輸入電平與3.3V3.3V和和5V5V器件兼容；簡單化設計減少了器件兼容；簡單化設計減少了整個系統(tǒng)的成本；低反向電流使得節(jié)點未供電時不影整個系統(tǒng)的成本；低反向電流使得節(jié)點未供電時不影響網(wǎng)絡；具有寬共模范圍的差動接收器，抗電磁干擾響網(wǎng)絡；具有寬共模范圍的差動接收器，抗電磁干擾(EMI)(EMI)能力極強；適合用于部分供電網(wǎng)絡中節(jié)點掉電的能力極強；適合用于部分供電網(wǎng)絡中節(jié)點掉電的情況情況 4545 功能框圖功能框圖 管腳圖管腳圖 相關隔離模塊相關隔離模塊CTM1050/1050T

52、CTM1050/1050T 該芯片內(nèi)部集成了所有該芯片內(nèi)部集成了所有必需的必需的CANCAN隔離及隔離及CANCAN收、發(fā)器件，這些都被集成在不到收、發(fā)器件，這些都被集成在不到3 3平平 方厘米的芯片上。芯片的主要功能是將方厘米的芯片上。芯片的主要功能是將CANCAN控制器的邏控制器的邏輯電平轉(zhuǎn)換為輯電平轉(zhuǎn)換為CANCAN總線的差分電平并且具有總線的差分電平并且具有DC 2500VDC 2500V的隔的隔離功能。離功能。4646CANCAN收發(fā)器收發(fā)器MCP2551MCP2551 vsvs TJA1050TJA1050比較比較TJA1050TJA1050和和MCP2551MCP2551（TJA

53、1040TJA1040性能遠高，不做對比）性能遠高，不做對比）：1. 1.最低波特率：為防止最低波特率：為防止MCUMCU的的TXDTXD管腳長時間處于低電平管腳長時間處于低電平，新收發(fā)器都做了最大位限制（即最小波特率限制），新收發(fā)器都做了最大位限制（即最小波特率限制），TJA1050TJA1050通常支持通常支持60K60K以上波特率（最低支持以上波特率（最低支持20K20K），而），而MCP2551MCP2551是是16K16K以上波特率（最低支持以上波特率（最低支持5K5K）。）。TJA1050TJA1050在總在總線錯誤時能更快地切斷錯誤信號，保證正常通訊，這在汽線錯誤時能更快地切斷錯

54、誤信號，保證正常通訊，這在汽車電子通訊中十分重要。（汽車中波特率一般是車電子通訊中十分重要。（汽車中波特率一般是100K100K、125K125K、250K250K）2. 2.兼容性，兼容性，TJA1050TJA1050可以兼容過去的可以兼容過去的PCA82C250PCA82C250收發(fā)器，而收發(fā)器，而MCP2551MCP2551在在PCA82C250PCA82C250系統(tǒng)中是不能工作的。系統(tǒng)中是不能工作的。TJA1050TJA1050卻可卻可以兼容以兼容MCP2551MCP2551系統(tǒng)。系統(tǒng)。3. 3. EMCEMC性能：性能：TJA1050TJA1050采用自動斜率控制，即使輸出的電平采用

55、自動斜率控制，即使輸出的電平擁有極低的電磁輻射，而擁有極低的電磁輻射，而MCP2551MCP2551卻是和以前卻是和以前PCA82C251PCA82C251一一樣，需要用戶通過波特率，來調(diào)節(jié)斜率，以使樣，需要用戶通過波特率，來調(diào)節(jié)斜率，以使EMIEMI通過。通過。4747CANCAN技術在汽車中的應用技術在汽車中的應用隨著電子技術的迅速發(fā)展和在汽車上的廣泛應用，汽車電子化隨著電子技術的迅速發(fā)展和在汽車上的廣泛應用，汽車電子化程度越來越高，程度越來越高， 電子設備大量應用，電子控制單元大量引入電子設備大量應用，電子控制單元大量引入，大量控制信號需要實時交換。在借鑒計算機網(wǎng)絡技術和現(xiàn)場大量控制信號

56、需要實時交換。在借鑒計算機網(wǎng)絡技術和現(xiàn)場控制技術的基礎上，開發(fā)出各種汽車網(wǎng)絡技術?？刂萍夹g的基礎上，開發(fā)出各種汽車網(wǎng)絡技術。 CANCAN總線最初就是被設計作為汽車環(huán)境中的微控制器之間通總線最初就是被設計作為汽車環(huán)境中的微控制器之間通訊的。高速訊的。高速CANCAN主要用于動力系統(tǒng)，主要用于動力系統(tǒng)， 容錯容錯CANCAN重要應用于對重要應用于對于數(shù)據(jù)傳輸可靠性的要求較低的場合，低成本的于數(shù)據(jù)傳輸可靠性的要求較低的場合，低成本的LINLIN總線是總線是CANCAN總線的擴充。利用總線的擴充。利用CANCAN總線構建車內(nèi)網(wǎng)關鍵技術有：總線構建車內(nèi)網(wǎng)關鍵技術有： 1) 1)總線傳輸信息的速率、容量

57、、優(yōu)先等級、節(jié)點容量等；總線傳輸信息的速率、容量、優(yōu)先等級、節(jié)點容量等；2) 2)高高電磁干擾環(huán)境下的可靠數(shù)據(jù)傳輸；電磁干擾環(huán)境下的可靠數(shù)據(jù)傳輸；3) 3)確定最大傳輸時的延時大確定最大傳輸時的延時大??；??；4) 4)網(wǎng)絡的容錯技術；網(wǎng)絡的容錯技術；5) 5)網(wǎng)絡的監(jiān)控和故障診斷功能。網(wǎng)絡的監(jiān)控和故障診斷功能。 汽車內(nèi)溫度變化范圍大汽車內(nèi)溫度變化范圍大(-45-100)(-45-100)，電磁干擾和其它電子噪聲，電磁干擾和其它電子噪聲強，環(huán)境惡劣，網(wǎng)絡在車內(nèi)的運行可靠性尤為重要，這不但體強，環(huán)境惡劣，網(wǎng)絡在車內(nèi)的運行可靠性尤為重要，這不但體現(xiàn)在網(wǎng)絡結構自身的容錯能力和抗干擾能力上，而且也體現(xiàn)在

58、現(xiàn)在網(wǎng)絡結構自身的容錯能力和抗干擾能力上，而且也體現(xiàn)在信號的編碼方式和傳輸方式上。汽車局域網(wǎng)無一例外地都采用信號的編碼方式和傳輸方式上。汽車局域網(wǎng)無一例外地都采用了同步串行傳輸方式，數(shù)據(jù)信號多采用了同步串行傳輸方式，數(shù)據(jù)信號多采用PWMPWM和和NRZNRZ編碼，通編碼，通常位速率高于常位速率高于100kbps100kbps采用采用NRZNRZ編碼，低于編碼，低于100kbps100kbps采用采用PWMPWM編編碼方式。碼方式。4848類別類別特性特性高速高速CAN容錯容錯CANLIN數(shù)據(jù)鏈路層標準數(shù)據(jù)鏈路層標準ISO11898ISO 11898-1UART/SCI串行接口物理層標準物理層標

59、準ISO 11898-2ISO 11898-3ISO9141總線數(shù)目總線數(shù)目2（雙絞線）2（雙絞線）1總線最大速率總線最大速率1 Mbps125kbps20kbps總線通信信號總線通信信號總線拓撲結構總線拓撲結構總線特征總線特征低成本的現(xiàn)場總線極高的總線利用率可靠的錯誤處理和檢錯機制節(jié)點錯誤不影響整個網(wǎng)絡通訊多主結構依據(jù)優(yōu)先權進行總線訪問通訊截止支持雙絞線、同軸電纜或光纖更安全的現(xiàn)場總線節(jié)約總線驅(qū)動力，降低功耗引下線的長度不再受限制一對導線上的對稱信號傳輸可以檢測和處理各種短路和中斷可以在一條導線上進行非對稱數(shù)據(jù)傳輸單線傳輸，成本低支持單主機多從機系統(tǒng)可靠性高節(jié)約總線驅(qū)動力從機可以自適應總線時

60、鐘源增強了錯誤偵測能力容易開發(fā)，縮短了上市時間汽車應用汽車應用發(fā)動機管理主體總線車體電子乘員舒適系統(tǒng)車體電子車門與車頂節(jié)點乘員舒適系統(tǒng)座位節(jié)點座位、車門與天窗模塊開關面板汽車方向盤乘員舒適系統(tǒng)494950504.LIN BusLIN LIN 總線總線即即區(qū)域互連網(wǎng)絡（區(qū)域互連網(wǎng)絡（Local Interconnect NetworkLocal Interconnect Network），），是一種結構簡單、配置靈活、成本低廉的新型低速串行總是一種結構簡單、配置靈活、成本低廉的新型低速串行總線。用作線。用作CANCAN等高速總線的輔助網(wǎng)絡或子網(wǎng)絡，在帶寬等高速總線的輔助網(wǎng)絡或子網(wǎng)絡，在帶寬低低、