CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議

第2章CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議CAN總線的概念CAN特點(diǎn)CAN的分層結(jié)構(gòu)和通信協(xié)議CAN報(bào)文的幀結(jié)構(gòu)位定時(shí)與位同步CAN位仲裁技術(shù)CAN的報(bào)文濾波技術(shù)有關(guān)CAN總線的通信錯(cuò)誤及其處理CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!CAN總線的概念CAN（ControllerAreaNetwork）即控制器局域網(wǎng)，可以歸屬于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線的范疇，是目前國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的開放式現(xiàn)場(chǎng)總線之一。與一般的通信總線相比，CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性，它在汽車領(lǐng)域上的應(yīng)用最為廣泛，世界上一些著名的汽車制造廠商，如BENZ(奔馳)、BMW(寶馬)、volkswagen(大眾)等都采用了CAN總線來實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)與各檢測(cè)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的數(shù)據(jù)通信。由于CAN總線的特點(diǎn)，其應(yīng)用范圍目前已不僅局限于汽車行業(yè)，已經(jīng)在自動(dòng)控制、航空航天、航海、過程工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、紡織機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療器械及傳感器等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!CAN總線的概念CAN最初出現(xiàn)在汽車工業(yè)中，80年代由德國(guó)Bosch公司最先提出。最初動(dòng)機(jī)是為了解決現(xiàn)代汽車中龐大的電子控制裝置之間的通訊，減少不斷增加的信號(hào)線。由于其良好的性能及獨(dú)特的設(shè)計(jì)，CAN總線越來越受到人們的重視。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的增多，CAN的規(guī)范從CAN1.2規(guī)范(標(biāo)準(zhǔn)格式)發(fā)展為兼容CAN1.2規(guī)范的CAN2.0規(guī)范(CAN2.0A為標(biāo)準(zhǔn)格式，CAN2.0B為擴(kuò)展格式)，目前應(yīng)用的CAN器件大多符合CAN2.0規(guī)范。CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!基本術(shù)語報(bào)文 總線上的報(bào)文以不同的固定報(bào)文格式發(fā)送，但長(zhǎng)度受限。當(dāng)總線空閑時(shí)任何連接的單元都可以開始發(fā)送新的報(bào)文。信息路由：不使用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的任何信息系統(tǒng)靈活性：節(jié)點(diǎn)可在不要求所有節(jié)點(diǎn)及其應(yīng)用層改變?nèi)魏诬浖陀布那闆r下，被接于CAN網(wǎng)絡(luò)報(bào)文通信：一個(gè)報(bào)文的內(nèi)容由其標(biāo)識(shí)符ID命名成組：采用報(bào)文濾波，所有節(jié)點(diǎn)均接收?qǐng)?bào)文。數(shù)據(jù)相容性：可以確保報(bào)文同時(shí)被所有節(jié)點(diǎn)或者沒有節(jié)點(diǎn)接收。

CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!基本術(shù)語6．仲裁

只要總線空閑，任何單元都可以開始發(fā)送報(bào)文。具有較高優(yōu)先權(quán)報(bào)文的單元可以獲得總線訪問權(quán)。如果2個(gè)或2個(gè)以上的單元同時(shí)開始傳送報(bào)文，那么就會(huì)有總線訪問沖突。 仲裁的機(jī)制確保了報(bào)文和時(shí)間均不損失。當(dāng)具有相同識(shí)別符的數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀同時(shí)初始化時(shí)，數(shù)據(jù)幀優(yōu)先于遠(yuǎn)程幀。仲裁期間，每一個(gè)發(fā)送器都對(duì)發(fā)送位的電平與被監(jiān)控的總線電平進(jìn)行比較。如果電平相同，則這個(gè)單元可以繼續(xù)發(fā)送。如果發(fā)送的是一“隱性”電平而監(jiān)視的是一“顯性”電平（見總線值），那么單元就失去了仲裁，必須退出發(fā)送狀態(tài)。CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!基本術(shù)語8．故障界定

CAN節(jié)點(diǎn)能夠把永久故障和短暫擾動(dòng)區(qū)別開來。故障的節(jié)點(diǎn)會(huì)被關(guān)閉。9．總線值

CAN總線具有兩種邏輯狀態(tài)，隱性和顯性。顯性表示邏輯”0”,隱性表示邏輯”1”。顯性狀態(tài)下，VCAN-H和VCAN-L兩者差分電壓大于2V。隱性狀態(tài)下，VCAN-H和VCAN-L兩者電壓差為0。“顯性”位和“隱性”位同時(shí)傳送時(shí)，總線的結(jié)果值為“顯性”。比如，在總線的“寫與”執(zhí)行時(shí)，邏輯0代表“顯性”等級(jí)，邏輯1代表“隱性”等級(jí)。10．應(yīng)答

所有的接收器檢查報(bào)文的連貫性。對(duì)于連貫的報(bào)文，接收器應(yīng)答，對(duì)于不連貫的報(bào)文，接收器作出標(biāo)志。

CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!CAN的特點(diǎn)節(jié)點(diǎn)數(shù)主要取決于總線驅(qū)動(dòng)電路，目前可達(dá)110個(gè)；報(bào)文標(biāo)識(shí)符可達(dá)2032種（CAN2.0A），而擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)（CAN2.0B）的報(bào)文標(biāo)識(shí)符幾乎不受限制采用短幀結(jié)構(gòu)。每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個(gè)，傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，具有極好的檢錯(cuò)效果。每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，保證了數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!CAN的分層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)鏈路層MAC數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)封裝/拆裝幀編碼（填充/解除）LLC接收濾波超載通知恢復(fù)管理媒體訪問管理串行化/解除串行化物理層PLS位編碼/解碼位定時(shí)同步錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)出錯(cuò)標(biāo)定應(yīng)答PMA驅(qū)動(dòng)器/接收器特性MDI連接器監(jiān)控器故障界定總線故障管理CAN的分層結(jié)構(gòu)和功能

LLC功能：為數(shù)據(jù)傳送和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求提供服務(wù)，確認(rèn)有LLC子層接收?qǐng)?bào)文實(shí)際已被接收和為恢復(fù)管理和通知超載提供信息 MAC子層的功能：傳送規(guī)則，亦即控制幀結(jié)構(gòu)，執(zhí)行仲裁，錯(cuò)誤檢測(cè)，出錯(cuò)標(biāo)定和故障界定。 物理層功能：定義信號(hào)怎樣進(jìn)行發(fā)送，涉及位定時(shí)、位編碼和同步描述CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!CAN報(bào)文的幀結(jié)構(gòu)報(bào)文傳輸由4個(gè)不同類型的幀表示和控制：數(shù)據(jù)幀：數(shù)據(jù)幀攜帶數(shù)據(jù)從發(fā)送器至接收器?？偩€上傳輸?shù)拇蠖嗍沁@個(gè)幀。遠(yuǎn)程幀：由總線單元發(fā)出，請(qǐng)求發(fā)送具有同一識(shí)別符的數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)幀（或遠(yuǎn)程幀）通過幀間空間與其他各幀分開。錯(cuò)誤幀：任何單元一但檢測(cè)到總線錯(cuò)誤就發(fā)出錯(cuò)誤幀。過載幀：過載幀用以在先行的和后續(xù)的數(shù)據(jù)幀（或遠(yuǎn)程幀）之間提供一附加的延時(shí)。CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!數(shù)據(jù)幀⑴幀起始幀起始（SOF）標(biāo)志數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀的起始，僅由一個(gè)“顯性”位組成。只在總線空閑時(shí)才允許站開始發(fā)送。所有站必須同步于首先開始發(fā)送報(bào)文的站的幀起始前沿。⑵仲裁場(chǎng)仲裁場(chǎng)包括識(shí)別符和遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位（RTR）CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!識(shí)別符標(biāo)準(zhǔn)格式識(shí)別符的長(zhǎng)度為11位，相當(dāng)于擴(kuò)展格式的基本ID（BaseID）。這些位按ID-28到ID-18的順序發(fā)送。最低位是ID-18。7個(gè)最高位（ID-28-ID-22）必須不能全是“隱性”。擴(kuò)展格式識(shí)別符和標(biāo)準(zhǔn)格式形成對(duì)比，數(shù)據(jù)幀與擴(kuò)展格式數(shù)據(jù)幀的仲裁場(chǎng)比較，擴(kuò)展格式由29位組成。其格式包含兩個(gè)部分：11位基本ID、18位擴(kuò)展ID。基本ID包括11位，它按ID-28到ID-18的順序發(fā)送。它相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)識(shí)別符的格式?；綢D定義擴(kuò)展幀的基本優(yōu)先權(quán)。擴(kuò)展ID：擴(kuò)展ID包括18位。它按ID-17到ID-0順序發(fā)送。標(biāo)準(zhǔn)幀里，識(shí)別符其后是RTR位。RTR的全稱為“遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位（RemoteTransmissionRequestBIT）”。CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!控制場(chǎng)控制場(chǎng)由6個(gè)位組成CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!數(shù)據(jù)幀CRC場(chǎng)應(yīng)答場(chǎng)幀結(jié)束：每個(gè)數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀均由7個(gè)隱位組成標(biāo)志序列界定CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!遠(yuǎn)程幀與數(shù)據(jù)幀相反，遠(yuǎn)程幀的RTR位是“隱性”的。它沒有數(shù)據(jù)場(chǎng)，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼的數(shù)值是不受制約的（可以標(biāo)注為容許范圍里0...8的任何數(shù)值）。此數(shù)值是相應(yīng)于數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼。RTR位的極性表示了所發(fā)送的幀是一數(shù)據(jù)幀（RTR位“顯性”）還是一遠(yuǎn)程幀（RTR“隱性”）。CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!超載幀過載幀包括兩個(gè)位場(chǎng)：過載標(biāo)志和過載界定符，當(dāng)某接收因內(nèi)部原因要求緩發(fā)下一個(gè)數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀時(shí)，向總線發(fā)出超載幀。CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!基本概念標(biāo)稱位速率理想的發(fā)送器在沒有重新同步的情況下每秒發(fā)送的位數(shù)量正常位時(shí)間CAN總線的一個(gè)位時(shí)間可以分成四個(gè)部分：同步段，傳播時(shí)間段，相位段緩沖1和相位段緩沖2

CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!基本概念采樣點(diǎn)采樣點(diǎn)是讀總線電平并解釋各位的值的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)。采集點(diǎn)位于相位緩沖段1（PHASE_SEG1）之后信息處理時(shí)間信息處理時(shí)間是一個(gè)以采樣點(diǎn)作為起始的時(shí)間段。采集點(diǎn)用于計(jì)算后續(xù)位的位電平CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!基本概念參數(shù)范圍說明分頻值[1…….32]規(guī)定時(shí)間份額的長(zhǎng)度同步段1tq固定長(zhǎng)度，同步總線節(jié)點(diǎn)傳播時(shí)間段[1…….8]tq補(bǔ)償總線物理延遲時(shí)間相位緩沖段1[1…….8]tq重同步時(shí)可以暫時(shí)延長(zhǎng)相位緩沖段2[1…….8]tq重同步時(shí)可以暫時(shí)縮短同步跳轉(zhuǎn)寬度[1…….4]tq長(zhǎng)度小于相位緩沖段位時(shí)間的參數(shù)時(shí)間段的長(zhǎng)度CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!同步規(guī)則1.在一個(gè)位時(shí)間里只允許一個(gè)同步。2.僅當(dāng)采集點(diǎn)之前探測(cè)到的值與緊跟沿之后的總線值不相符合時(shí)，才把沿用作于同步。3.總線空閑期間，有一“隱性”轉(zhuǎn)變到“顯性”的沿，無論何時(shí)，硬同步都會(huì)被執(zhí)行。4.如果僅僅是將“隱性”轉(zhuǎn)化為“顯性”的沿用作于重新同步使用，則其他符合規(guī)則1和規(guī)則2的所有從“隱性”轉(zhuǎn)化為“顯性”的沿可以用作為重新同步。有一例外情況，即，當(dāng)發(fā)送一顯性位的節(jié)點(diǎn)不執(zhí)行重新同步而導(dǎo)致一“隱性”轉(zhuǎn)化為“顯性”沿，此沿具有正的相位誤差，不能作為重新同步使用。CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!CAN的位仲裁技術(shù)要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，就必須將數(shù)據(jù)快速傳送，這就要求數(shù)據(jù)的物理傳輸通路有較高的速度。在幾個(gè)站同時(shí)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，要求快速地進(jìn)行總線分配。CAN總線以報(bào)文為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，報(bào)文的優(yōu)先級(jí)結(jié)合在11位標(biāo)識(shí)符中，具有最低二進(jìn)制數(shù)的標(biāo)識(shí)符有最高的優(yōu)先級(jí)。這種優(yōu)先級(jí)一旦在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)被確立后就不能再被更改?？偩€讀取中的沖突可通過位仲裁解決。CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!CAN的位仲裁技術(shù)站3報(bào)文站1報(bào)文站2報(bào)文01111110000報(bào)文標(biāo)識(shí)符01001100000010011100001丟掉0100110000001001110000101001100000丟掉跟蹤

所有標(biāo)識(shí)符都有相同的兩位01，直到第3位進(jìn)行比較時(shí)，站1的報(bào)文被丟掉，因?yàn)樗牡?位為高，而其它兩個(gè)站的報(bào)文第3位為低。站2和站3報(bào)文的4、5、6位相同，直到第7位時(shí)，站3的報(bào)文才被丟失。CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!CAN報(bào)文濾波技術(shù)用途在CAN總線中，存在多種傳送和接收數(shù)據(jù)的方式，比如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式。這幾種方式的選擇和轉(zhuǎn)換就是通過CAN總線中的報(bào)文濾波技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，無需專門的調(diào)度CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!單濾波技術(shù)

單濾波是指只有一個(gè)由4個(gè)驗(yàn)收碼寄存器和4個(gè)驗(yàn)收屏蔽寄存器組成的驗(yàn)收濾波器總線上的信息只有通過了它的驗(yàn)收濾波才予以接收無論是單濾波還是雙濾波ACR和AMR都是配合在一起工作，所有AMR為0的位，ACR和CAN信息幀的對(duì)應(yīng)位必須相同才算驗(yàn)收通過。所有AMR為1的位ACR對(duì)應(yīng)位的驗(yàn)收濾波功能則予以屏蔽CAN信息幀的相關(guān)位與驗(yàn)收結(jié)果無關(guān)CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!錯(cuò)誤檢測(cè)位錯(cuò)誤站單元在發(fā)送位的同時(shí)也對(duì)總線進(jìn)行監(jiān)視。如果所發(fā)送的位值與所監(jiān)視的位值不相符合，則在此位時(shí)間里檢測(cè)到一個(gè)位錯(cuò)誤（BITERROR）。但是在仲裁場(chǎng)（ARBITRATIONFIELD）的填充位流期間或ACK間隙（ACKSLOT）發(fā)送一“隱性”位的情況是例外的——此時(shí)，當(dāng)監(jiān)視到一“顯性”位時(shí)，不會(huì)發(fā)出位錯(cuò)誤（BITERROR）。當(dāng)發(fā)送器發(fā)送一個(gè)被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志但檢測(cè)到“顯性”位時(shí)，也不視為位錯(cuò)誤CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!錯(cuò)誤檢測(cè)形式錯(cuò)誤當(dāng)一個(gè)固定形式的位場(chǎng)含有1個(gè)或多個(gè)非法位，則檢測(cè)到一個(gè)形式錯(cuò)誤應(yīng)答錯(cuò)誤只要在ACK間隙（ACKSLOT）期間所監(jiān)視的位不為“顯性”，則發(fā)送器會(huì)檢測(cè)到一個(gè)應(yīng)答錯(cuò)誤CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!故障界定錯(cuò)誤激活狀態(tài)可以正常地參與總線通訊并在錯(cuò)誤被檢測(cè)到時(shí)發(fā)出主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志錯(cuò)誤認(rèn)可狀態(tài)不允許發(fā)送主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志。參與總線通訊而且在錯(cuò)誤被檢測(cè)到時(shí)只發(fā)出被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志。而且，發(fā)送以后，仍為錯(cuò)誤認(rèn)可狀態(tài)。在預(yù)設(shè)下一個(gè)發(fā)送之前處于等待狀態(tài)?？偩€關(guān)閉狀態(tài)不允許在總線上有任何的影響（比如，關(guān)閉輸出驅(qū)動(dòng)器）。CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!錯(cuò)誤處理4.發(fā)送主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志或過載標(biāo)志時(shí)，如果發(fā)送器檢測(cè)到位錯(cuò)誤，則發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器值加8。5.當(dāng)發(fā)送主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志或過載標(biāo)志時(shí)，如果接受器檢測(cè)到位錯(cuò)誤（位錯(cuò)誤），則接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器值加8。6.在發(fā)送主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志、被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志或過載標(biāo)志以后，任何節(jié)點(diǎn)最多容許7個(gè)連續(xù)的“顯性”位。以下的情況，每一發(fā)送器將它們的發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)值加8，及每一接收器的接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)值加8CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!錯(cuò)誤處理9.當(dāng)發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器值等于或超過128時(shí)，或當(dāng)接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器值等于或超過128時(shí)，節(jié)點(diǎn)為“錯(cuò)誤被動(dòng)”。讓節(jié)點(diǎn)成為“錯(cuò)誤被動(dòng)”的錯(cuò)誤條件致使節(jié)點(diǎn)發(fā)出主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志。10.當(dāng)發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器值大于或等于256時(shí)，節(jié)點(diǎn)為“總線關(guān)閉”。CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!基本術(shù)語3．位速率

不同的系統(tǒng)，CAN的速度不同。在一個(gè)給定的系統(tǒng)里，位速率是唯一的，并且是固定的。4．優(yōu)先權(quán)

在總線訪問期間，識(shí)別符定義一個(gè)靜態(tài)的報(bào)文優(yōu)先權(quán)。5．遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求

通過發(fā)送遠(yuǎn)程幀，需要數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)可以請(qǐng)求另一節(jié)點(diǎn)發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)幀和相應(yīng)的遠(yuǎn)程幀是由相同的識(shí)別符命名的。CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!基本術(shù)語7．錯(cuò)誤檢測(cè)

為了獲得最安全的數(shù)據(jù)發(fā)送，CAN的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)均采取了強(qiáng)有力的措施以便于錯(cuò)誤檢測(cè)、錯(cuò)誤標(biāo)定及錯(cuò)誤自檢。要進(jìn)行檢測(cè)錯(cuò)誤，必須采取以下措施： ?監(jiān)視（發(fā)送器對(duì)發(fā)送位的電平與被監(jiān)控的總線電平進(jìn)行比較） ?循環(huán)冗余檢查 ?位填充 ?報(bào)文格式檢查 ?錯(cuò)誤檢測(cè)的執(zhí)行CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!CAN的特點(diǎn)通信方式靈活，為多主方式工作CAN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)信息分成不同優(yōu)先級(jí)，滿足不同實(shí)時(shí)要求非破壞性的總線仲裁只需通過報(bào)文濾波即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)，無需專門的“調(diào)度”。直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km（速率5kbps以下）；通信速率最高可達(dá)1Mbps（此時(shí)通信距離最長(zhǎng)為40m）。

CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!CAN的特點(diǎn)通信介質(zhì)可為雙絞線，同軸電纜或光纖，選擇靈活。CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響，具有較強(qiáng)的抗干擾能力

CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!CAN的通信協(xié)議總線訪問仲裁編碼/解碼出錯(cuò)標(biāo)注超載標(biāo)注CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀由7個(gè)不同的位場(chǎng)組成：幀起始、仲裁場(chǎng)、控制場(chǎng)、數(shù)據(jù)場(chǎng)、CRC場(chǎng)、應(yīng)答場(chǎng)、幀結(jié)尾。數(shù)據(jù)場(chǎng)的長(zhǎng)度可以為0。CAN2.0A數(shù)據(jù)幀的組成CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)幀與擴(kuò)展格式數(shù)據(jù)幀的仲裁場(chǎng)CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!識(shí)別符SRR是一隱性位。它在擴(kuò)展格式的標(biāo)準(zhǔn)幀RTR位位置，因此代替標(biāo)準(zhǔn)幀的RTR位。因此，標(biāo)準(zhǔn)幀與擴(kuò)展幀的沖突是通過標(biāo)準(zhǔn)幀優(yōu)先于擴(kuò)展幀這一途徑得以解決的，擴(kuò)展幀的基本ID如同標(biāo)準(zhǔn)幀的識(shí)別符。IDE的全稱是“識(shí)別符擴(kuò)展位（IdentifierExtensionBit）”標(biāo)準(zhǔn)格式里的IDE位為“顯性”，而擴(kuò)展格式里的IDE位為“隱性”。CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼表

數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼

DLC３

DLC２

DLC１

DLC0

0dddd1dddr2ddrd3ddrr4drdd5drdr6drrd7drrr8rdddCAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!遠(yuǎn)程幀通過發(fā)送遠(yuǎn)程幀，作為某數(shù)據(jù)接收器的站可以初始化通過其資源節(jié)點(diǎn)傳送不同的數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程幀也有標(biāo)準(zhǔn)格式和擴(kuò)展格式，而且都由幀起始、仲裁場(chǎng)、控制場(chǎng)、CRC場(chǎng)、應(yīng)答場(chǎng)、幀結(jié)尾等6個(gè)不同的位場(chǎng)組成CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!錯(cuò)誤幀錯(cuò)誤幀由兩個(gè)不同的場(chǎng)組成。個(gè)場(chǎng)用是不同站提供的錯(cuò)誤標(biāo)志（ERRORFLAG）的疊加。第二個(gè)場(chǎng)是錯(cuò)誤界定符。檢測(cè)到任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)出錯(cuò)，即于下一位開始發(fā)送錯(cuò)誤幀，通知發(fā)送端停止發(fā)送。CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!位定時(shí)與位同步 CAN總線的數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)1Mbit/s，通常用石英晶振作為時(shí)鐘發(fā)生器，可以獨(dú)立進(jìn)行位定時(shí)的參數(shù)設(shè)置，這樣即使網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)鐘周期不一樣仍可獲得相同的位速率。但網(wǎng)絡(luò)中晶振的頻率不是絕對(duì)穩(wěn)定的，溫度、電壓以及器件的異常都會(huì)導(dǎo)致微小的差別，但只要將其穩(wěn)定在振蕩器容差范圍之內(nèi)，總線上的節(jié)點(diǎn)會(huì)通過重同步進(jìn)行彌補(bǔ)。CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!基本概念同步段

同步段用于同步總線上的各個(gè)節(jié)點(diǎn),在此段內(nèi)期望有一個(gè)跳變沿出現(xiàn)。如果跳變沿出現(xiàn)在同步段之外，那么沿與同步段之間的長(zhǎng)度叫做沿相位誤差。采樣點(diǎn)位于相位緩沖段1的末尾和相位緩沖段2開始處。

傳播時(shí)間段

傳播時(shí)間段用于補(bǔ)償總線上信號(hào)傳播時(shí)間和電子控制設(shè)備內(nèi)部的延遲時(shí)間。因此，要實(shí)現(xiàn)與位流發(fā)送節(jié)點(diǎn)的同步，接收節(jié)點(diǎn)必須移相。CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!基本概念時(shí)間份額時(shí)間份額是派生于振蕩器周期的固定時(shí)間單元。存在有一個(gè)可編程的預(yù)比例因子，其整體數(shù)值范圍為1—32的整數(shù)，以最小時(shí)間份額為起點(diǎn)，時(shí)間份額的長(zhǎng)度為：時(shí)間份額（TIMEQUANTUM）＝m*最小時(shí)間份額（MINIMUMTIMEQUANTUM）（m為預(yù)比例因子）CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!基本概念硬同步硬同步只在總線空閑時(shí)通過一個(gè)下降沿（幀起始）來完成，此時(shí)不管有沒有相位誤差，所有節(jié)點(diǎn)的位時(shí)間重新開始。強(qiáng)迫引起硬同步的跳變沿位于重新開始的位時(shí)間的同步段之內(nèi)。

重同步在消息幀的隨后位中，每當(dāng)有從“隱性位”到“顯性位”的跳變，并且該跳變落在了同步段之外，就會(huì)引起一次重同步。重同步機(jī)制可以根據(jù)跳變沿增長(zhǎng)或者縮短位時(shí)間以調(diào)整采樣點(diǎn)的位置，保證正確采樣。CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!相位緩沖段和同步

同步跳轉(zhuǎn)寬度規(guī)定了重同步發(fā)生時(shí)采樣點(diǎn)在相位緩沖段內(nèi)移動(dòng)的距離。相位緩沖段和同步跳轉(zhuǎn)寬度用來補(bǔ)償振蕩器容差，發(fā)生重同步時(shí)相位緩沖段會(huì)被加長(zhǎng)或縮短。當(dāng)總線發(fā)生從隱性到顯性跳變時(shí)，會(huì)產(chǎn)生同步，其作用是控制沿與采樣點(diǎn)之間的距離?？偩€節(jié)點(diǎn)在每個(gè)時(shí)間份額都會(huì)采樣總線，并與前一次采樣值進(jìn)行比較，如果前一次采樣值是隱性而當(dāng)前的采樣值是顯性，那么總線節(jié)點(diǎn)就會(huì)發(fā)生一次同步。如果跳變沿出現(xiàn)在同步段的前面，沿相位錯(cuò)誤就是負(fù)的，反之就是正的。在幀起始時(shí)，總線會(huì)進(jìn)行一次硬同步。硬同步后,位時(shí)間由每個(gè)位定時(shí)邏輯單元在同步段之后重新啟動(dòng)，強(qiáng)迫引起硬同步的邊沿處于重新啟動(dòng)位時(shí)間的同步段內(nèi)。CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!CAN的位仲裁技術(shù)只要總線空閑，任何單元都可以開始發(fā)送報(bào)文。如果2個(gè)或2個(gè)以上的單元同時(shí)開始傳送報(bào)文，那么就會(huì)有總線訪問沖突。通過使用識(shí)別符的位形式仲裁可以解決這個(gè)沖突。仲裁的機(jī)制確保信息和時(shí)間均不會(huì)損失。當(dāng)具有相同識(shí)別符的數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀同時(shí)初始化時(shí)，數(shù)據(jù)幀優(yōu)先于遠(yuǎn)程幀。仲裁期間，每一個(gè)發(fā)送器都對(duì)發(fā)送位的電平與被監(jiān)控的總線電平進(jìn)行比較。如果電平相同，則這個(gè)單元可以繼續(xù)發(fā)送。如果發(fā)送的是一“隱性”電平而監(jiān)控視到一“顯性”電平（見總線值），那么該單元就失去了仲裁，必須退出發(fā)送狀態(tài)。CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!CAN的位仲裁技術(shù)缺點(diǎn)由于CAN總線采用的是固定優(yōu)先級(jí)，當(dāng)所有的節(jié)點(diǎn)都隨機(jī)的向總線發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，具有低優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)是比具有高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)具有較大的發(fā)送失敗幾率。每次具有較低優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)都會(huì)在總線競(jìng)爭(zhēng)中失敗，從而導(dǎo)致它一個(gè)數(shù)據(jù)都發(fā)不出去，或者發(fā)送的數(shù)據(jù)有較大的延時(shí)CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!CAN報(bào)文濾波技術(shù)原理在驗(yàn)收濾波器的幫助下，CAN控制器允許RXFIFO只接收同識(shí)別碼和驗(yàn)收濾波器中預(yù)設(shè)值相一致的信息。只有當(dāng)接收信息中的識(shí)別位和濾波器中預(yù)定義的值相等時(shí)，CAN控制器才允許將已接收的信息存入到RXFIFOCAN現(xiàn)場(chǎng)總線的概念及其相關(guān)協(xié)議共53頁，您現(xiàn)在瀏覽的