汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述全套

汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述車輛總線是一個(gè)專門的內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)，將車輛（如汽車、公共汽車、火車、工業(yè)或農(nóng)業(yè)車輛、船舶或飛機(jī)）內(nèi)的部件相互連接。在電子學(xué)中，總線只是一個(gè)將多個(gè)電氣或電子設(shè)備連接在一起的設(shè)備。車輛控制的特殊要求，如保證信息傳遞、不沖突的信息、最短的傳遞時(shí)間、低成本、抗電磁場(chǎng)噪音，以及冗余路由和其他特性，都要求使用不太常見的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。協(xié)議包括控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（CAN）、本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（LIN）和其他。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（如以太網(wǎng)和TCP/IP）很少使用，除非在飛機(jī)上使用ARINC664的實(shí)施方案，如航空電子全雙工交換以太網(wǎng)。使用AFDX的飛機(jī)包括B787、A400M和A380?；疖囃ǔＪ褂靡蕴W(wǎng)共識(shí)網(wǎng)絡(luò)（ECN）。自1996年以來在美國(guó)銷售的所有汽車都被要求有一個(gè)車載診斷連接器，用于訪問汽車的電子控制器。汽車網(wǎng)絡(luò)概述車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力是電子行業(yè)的普遍進(jìn)步和政府的規(guī)定，特別是在美國(guó)，為了使汽車環(huán)保而實(shí)施的規(guī)定。隨著汽車排放標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格，如果沒有車載計(jì)算設(shè)備的幫助，就不可能達(dá)到要求的控制程度。車載電子設(shè)備也對(duì)車輛性能、乘員舒適度、制造便利性和成本效益做出了巨大貢獻(xiàn)。曾幾何時(shí)，汽車收音機(jī)可能是汽車中唯一的電子設(shè)備，但現(xiàn)在幾乎汽車的每個(gè)部件都有一些電子功能。今天車輛上的典型電子模塊包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（ECU）、變速器控制單元（TCU）、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）和車身控制模塊（BCM）。電子控制模塊通常從傳感器（速度、溫度、壓力等）獲得輸入，用于計(jì)算。各種執(zhí)行器被用來執(zhí)行模塊確定的動(dòng)作（打開冷卻風(fēng)扇、換擋等）。在車輛的正常運(yùn)行過程中，各模塊之間需要交換數(shù)據(jù)。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)需要告訴變速器發(fā)動(dòng)機(jī)的速度是多少，而變速器需要告訴其他模塊何時(shí)發(fā)生換擋。這種快速、可靠地交換數(shù)據(jù)的需要導(dǎo)致了作為數(shù)據(jù)交換媒介的車輛網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。汽車工業(yè)很快意識(shí)到將每個(gè)模塊與其他每個(gè)模塊進(jìn)行布線的復(fù)雜性。這樣的布線設(shè)計(jì)不僅復(fù)雜，而且必須根據(jù)具體車輛所包括的模塊而改變。例如，一輛沒有防抱死制動(dòng)模塊的汽車將不得不與包括防抱死制動(dòng)的汽車進(jìn)行不同的布線。工業(yè)界對(duì)這個(gè)問題的答案是在汽車中建立一個(gè)中央網(wǎng)絡(luò)。模塊可以被"插入"網(wǎng)絡(luò)，并能夠與安裝在網(wǎng)絡(luò)上的任何其他模塊進(jìn)行通信。這種設(shè)計(jì)更容易制造，更容易維護(hù)，并提供了增加和刪除選項(xiàng)的靈活性，而不影響整個(gè)車輛的布線結(jié)構(gòu)。每個(gè)模塊是車輛網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，控制與其功能相關(guān)的特定組件，并在必要時(shí)通過車輛網(wǎng)絡(luò)使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議與其他模塊進(jìn)行通信。網(wǎng)絡(luò)并不新鮮，但它們?cè)谲囕v上的應(yīng)用卻很新鮮。車輛的網(wǎng)絡(luò)要求：低成本免受外部噪音影響能夠在惡劣的環(huán)境中運(yùn)行整體堅(jiān)固性和可靠性盡管車輛網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)吞吐量的要求不高，但對(duì)更多車載計(jì)算的需求正在繼續(xù)推動(dòng)這些網(wǎng)絡(luò)的變化，以提供模塊之間更高速的通信?？刂茀^(qū)網(wǎng)絡(luò)包括主機(jī)到控制器傳輸?shù)慕邮掌骱桶l(fā)射器以及計(jì)算機(jī)之間的相互聯(lián)系。1.1.1協(xié)議、物理介質(zhì)和連接器有幾種網(wǎng)絡(luò)類型和協(xié)議被不同的制造商用于汽車中。許多公司正在鼓勵(lì)制定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，但還沒有確定下來。協(xié)議常見的車輛總線協(xié)議包括：A2B-（汽車音頻總線）由模擬設(shè)備公司開發(fā)的音頻分配協(xié)議。AFDXARINC429ByteflightCAN-（控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）一種廉價(jià)的低速串行總線，用于互連汽車部件D2B-（國(guó)內(nèi)數(shù)字總線）一種高速多媒體接口FlexRay-一種具有安全關(guān)鍵特性的通用高速協(xié)議IDB-1394IEBusI2CISO9141-1/-2J1708和J1587J1850J1939和ISO11783--用于商業(yè)（J1939）和農(nóng)業(yè)（ISO11783）車輛的CAN的改編。關(guān)鍵詞協(xié)議2000（KWP2000）--用于汽車診斷設(shè)備的協(xié)議（在串行線上或通過CAN運(yùn)行）。LIN-（本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)）一個(gè)非常低成本的車內(nèi)子網(wǎng)絡(luò)MOST-（面向媒體的系統(tǒng)傳輸）一個(gè)高速多媒體接口多功能車輛總線--列車通信網(wǎng)絡(luò)IEC61375的一部分。SMARTwireXSPIVAN-(車輛區(qū)域網(wǎng)絡(luò))UAVCAN-（非復(fù)雜應(yīng)用級(jí)車用通信和網(wǎng)絡(luò)）大多用于電動(dòng)飛機(jī)、無人機(jī)、衛(wèi)星和機(jī)器人。1.1.2車輛網(wǎng)絡(luò)中使用的一物理傳輸媒體-單線-雙絞線-光纖-IEEE1394-MIL-STD-1553，為用于軍用航空電子設(shè)備而開發(fā)，現(xiàn)在也被廣泛用于航天器。被米格-35采用[2]。-MIL-STD-1773，大致為MIL-STD-1553，采用光纜布線-電力線通信連接器-OBD-2（16針）。此外，許多主要的汽車制造商使用他們自己專有的車輛總線標(biāo)準(zhǔn)，或在開放協(xié)議（如CAN）上疊加專有信息。-J1939（9針）。商業(yè)類車輛有I型或II型連接器，根據(jù)SAEJ1939協(xié)議支持基于CAN的通信。1.1.3協(xié)議的使用表11車輛信息傳輸協(xié)議協(xié)議/版本開始/結(jié)束年份制造商車輛類型FlexRay2008?BMWcarsFlexRay2008?VolkswagencarsFlexRay2008?DaimlerAGcarsFlexRay—GeneralMotorscarsCAN1986BoschmanyMOST?Ford,BMW,Daimler,andGMcarsJ1850—GMcarsJ18502008?ChryslercarsJ1850—FordcarsAPC—FordcarsISO-9141-I/-II2008?FordcarsVAN2000?PSAPeugeotCitro?ncarsVAN2008?RenaultcarsJ19392005–presentmanyheavytrucks(Class5–8)J1708/15871985–presentVolvoAB,mostUStruckmanufacturersheavytrucks(Class5–8)1.1.4SAE分類總線目前，絕大多數(shù)車用總線都被SAE（美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)）下屬的汽車網(wǎng)絡(luò)委員會(huì)按照協(xié)議特性分為A、B、C、D四類。A類總線面向傳感器或執(zhí)行器管理的低速網(wǎng)絡(luò)，它的位傳輸速率通常小于20Kb/S。A類總線以LIN（LocalInterconnectNetwork本地互聯(lián)網(wǎng)）規(guī)范最有前途。其由摩托羅拉（Motorola）與奧迪（Audi）等知名企業(yè)聯(lián)手推出的一種新型低成本的開放式串行通訊協(xié)議，主要用于車內(nèi)分布式電控系統(tǒng)，尤其是面向智能傳感器或執(zhí)行器的數(shù)字化通訊場(chǎng)合。B類總線面向獨(dú)立控制模塊間信息共享的中速網(wǎng)絡(luò)，位速一般在10~125Kb/S之間。B類總線以CAN（ControllerAreaNetwork控制器局域網(wǎng)絡(luò)）最為著名。CAN網(wǎng)絡(luò)最初是BOSCH公司為歐洲汽車市場(chǎng)所開發(fā)的,只用于汽車內(nèi)部測(cè)量和執(zhí)行部件間的數(shù)據(jù)通訊,逐漸的發(fā)展完善技術(shù)和功能,1993年ISO正式頒布了道路交通運(yùn)輸工具一數(shù)字信息交換一高速通訊控制器局域網(wǎng)(CAN)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO11898-1)，近幾年低速容錯(cuò)CAN的標(biāo)準(zhǔn)ISO11519-2也開始在歐洲的一些車型中得到廣泛的應(yīng)用。B類總線主要應(yīng)用于車身電子的舒適型模塊和顯示儀表等設(shè)備中。C類總線面向閉環(huán)實(shí)時(shí)控制的多路傳輸高速網(wǎng)絡(luò)，位速率多在125Kb/S~1Mb/S之間。C類總線主要用于車上動(dòng)力系統(tǒng)中對(duì)通訊的實(shí)時(shí)性要求比較高的場(chǎng)合，主要服務(wù)于動(dòng)力傳遞系統(tǒng)。在歐洲，汽車廠商大多使用“高速CAN”作為C類總線，它實(shí)際上就是ISO11898-1中位速率高于125Kb/S的那部分標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)則在卡車極其拖車、課程、建筑機(jī)械和農(nóng)業(yè)動(dòng)力設(shè)備中大量使用專門的通訊協(xié)議SAEJ1939。D類總線面向多媒體設(shè)備、高速數(shù)據(jù)流傳輸?shù)母咝阅芫W(wǎng)絡(luò)，位速率一般在2Mb/S以上，主要用于CD等播放機(jī)和液晶顯示設(shè)備。D類總線近期才被采納入SAE對(duì)總線的分類范疇之中。其帶寬范疇相當(dāng)大，用到的傳輸介質(zhì)也有好幾種。其又被分為低速（IDB-C為代表）、高速（IDB-M為代表）和無線（Bluetooth藍(lán)牙為代表）三大范疇，這里不再詳細(xì)介紹。CAN總線工作原理1.2.1控制器局域網(wǎng)控制器局域網(wǎng)(ControllerAreaNetwork，簡(jiǎn)稱CAN或者CANbus)是一種功能豐富的車用總線標(biāo)準(zhǔn)。被設(shè)計(jì)用于在不需要主機(jī)（Host）的情況下，允許網(wǎng)絡(luò)上的單片機(jī)和儀器相互通信。它基于消息傳遞協(xié)議，設(shè)計(jì)之初在車輛上采用復(fù)用通信線纜，以降低銅線使用量，后來也被其他行業(yè)所使用。CAN創(chuàng)建在基于信息導(dǎo)向傳輸協(xié)定的廣播機(jī)制（BroadcastCommunicationMechanism）上。其根據(jù)信息的內(nèi)容，利用信息標(biāo)志符（MessageIdentifier，每個(gè)標(biāo)志符在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)一無二）來定義內(nèi)容和消息的優(yōu)先順序進(jìn)行傳遞，而并非指派特定站點(diǎn)地址（StationAddress）的方式。因此，CAN擁有了良好的彈性調(diào)整能力，可以在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中增加節(jié)點(diǎn)而不用在軟、硬件上做出調(diào)整。除此之外，消息的傳遞不基于特殊種類的節(jié)點(diǎn)，增加了升級(jí)網(wǎng)絡(luò)的便利性。1.2.2歷史羅伯特·博世公司于1983年開發(fā)了控制器局域網(wǎng)（CANbus）。該協(xié)議于1986年美國(guó)密歇根州底特律市舉行的國(guó)際汽車工程師學(xué)會(huì)（SAE）會(huì)議上正式發(fā)表。第一個(gè)CAN控制芯片，由英特爾和飛利浦生產(chǎn)，并且于1987年發(fā)布。世界上第一臺(tái)裝載了基于CAN的多重線系統(tǒng)的汽車是1991年推出的梅賽德斯-奔馳W140。博世公司發(fā)表了關(guān)于CAN規(guī)范的幾個(gè)版本，最新的CAN2.0于1991年發(fā)布。該規(guī)范被分為兩部分；A部分適用于使用11位標(biāo)識(shí)符的標(biāo)準(zhǔn)格式，B部分適用于使用29位標(biāo)志符的拓展格式。使用11位標(biāo)識(shí)符的CAN設(shè)備一般被稱作CAN2.0A，而使用29位識(shí)別碼的CAN設(shè)備通常稱為CAN2.0B。博世公司免費(fèi)提供標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和白皮書。1993年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）公布了CAN標(biāo)準(zhǔn)ISO11898。后來CAN標(biāo)準(zhǔn)被重新編譯分成兩個(gè)部分：ISO11898-1涵蓋了數(shù)據(jù)鏈路層；ISO11898-2涵蓋了高速CAN總線的物理層；ISO11898-3于晚些時(shí)候公布并且涵蓋了低速CAN總線的物理層和CAN總線容錯(cuò)規(guī)范。物理層標(biāo)準(zhǔn)ISO11898-2和ISO11898-3并不包含在博世CAN2.0規(guī)范中，它們可以單獨(dú)從ISO購買。之后，博世公司仍然積極地拓展CAN標(biāo)準(zhǔn)。2012年，博世公布CANFD1.0或稱作可變數(shù)據(jù)速率的CAN。這個(gè)規(guī)范使用不同的架構(gòu)，允許在仲裁之后，切換至更快的比特率，傳輸不同的數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。CANFD兼容現(xiàn)有的CAN2.0網(wǎng)絡(luò)，所以新的CANFD設(shè)備能夠與現(xiàn)有CAN設(shè)備共存于同一控制網(wǎng)絡(luò)。CAN總線是五個(gè)使用在車載診斷(OBD)-II標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議的其中一個(gè)。1996年以后，所有在美國(guó)銷售的汽車及輕型卡車被強(qiáng)制要求符合OBD-II標(biāo)準(zhǔn)。在歐盟，自2001年后銷售的汽油載具及2004年后銷售的柴油載具都強(qiáng)制規(guī)定需要符合EOBD標(biāo)準(zhǔn)。1.2.3應(yīng)用：CAN總線通常應(yīng)用于如下領(lǐng)域乘用車、卡車、公共汽車（汽油車及電動(dòng)車）航空、航海電子儀器工業(yè)自動(dòng)化及機(jī)械控制電梯、扶梯建筑自動(dòng)化醫(yī)療儀器及設(shè)備汽車現(xiàn)代的汽車可能為其子系統(tǒng)配備多達(dá)70個(gè)電子控制器（ECU）。最常見的控制器為發(fā)動(dòng)機(jī)控制器。除此以外，變速器、安全氣囊、防鎖死剎車系統(tǒng)/ABS、定速巡航、動(dòng)力方向盤、音響系統(tǒng)、動(dòng)力車窗、車門、后視鏡調(diào)整、電池和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的充電系統(tǒng)等等均使用電子控制器。這其中，有的是獨(dú)立的子系統(tǒng)，有些需要跟其他子系統(tǒng)進(jìn)行通信，控制驅(qū)動(dòng)器或接收傳感器的反饋信息。為此設(shè)計(jì)了控制器局域網(wǎng)絡(luò)，將汽車的不同系統(tǒng)相互連接在一起。傳統(tǒng)的“電纜直連”成本高，布線復(fù)雜，而控制器局域網(wǎng)絡(luò)僅需軟件就可實(shí)現(xiàn)，不僅安全、經(jīng)濟(jì)還十分便利。自動(dòng)啟動(dòng)/停止：車輛各處的各種傳感器（速度傳感器、轉(zhuǎn)向角、空調(diào)關(guān)閉，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度）所發(fā)出的各種信號(hào)可由CAN總線收集并用于決定是否可以在停車時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)而改善燃油效率和尾氣排放。電子駐車制動(dòng)："斜坡駐車"的功能需要車輛的傾斜傳感器（同時(shí)用于防盜報(bào)警器）和道路的速度傳感器（同時(shí)用于防鎖死制動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制和牽引力控制）通過CAN總線傳輸采樣信號(hào)并決定車輛是否停在斜坡上。同樣，安全帶的傳感器(安全氣囊的一部分)通過CAN總線傳輸信號(hào)，以確定安全帶是否扣上，然后泊車的剎車會(huì)自動(dòng)在移動(dòng)時(shí)關(guān)閉。駐車輔助系統(tǒng)：當(dāng)司機(jī)切換至倒檔，變速器控制單元可以通過CAN總線發(fā)送信號(hào)，激活停車傳感器系統(tǒng)和車門控制模塊，使副駕駛側(cè)的后視鏡向下傾斜顯示路涯。CAN總線也可以從雨水傳感器獲取信號(hào)，在倒車時(shí)自動(dòng)觸發(fā)后擋風(fēng)玻璃雨刮。車道偏離警示/防撞系統(tǒng)：車道偏離警示/駐車傳感器的信號(hào)也可通過CAN總線用于駕駛輔助系統(tǒng)判斷附近物體，比如車道偏離警示。最近，這些信號(hào)可以通過CAN總線觸發(fā)防撞系統(tǒng)中的電子剎車系統(tǒng)。汽車剎車清掃：雨水傳感器(主要用于的自動(dòng)擋風(fēng)玻璃雨刷)通過CAN總線將信號(hào)送達(dá)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)模塊中，在行駛中輕微觸發(fā)一次人體不會(huì)察覺的剎車來清除剎車片上的液體。奧迪和寶馬的某些高性能型號(hào)搭配有這一功能。近些年又開發(fā)出了LIN（區(qū)域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)）標(biāo)準(zhǔn)，用在非關(guān)鍵系統(tǒng)中的應(yīng)用，例如空調(diào)和信息娛樂系統(tǒng)等數(shù)據(jù)傳輸速度和可靠性不是很重要的系統(tǒng)中。1.2.4其他CAN總線協(xié)議自2009年后被用于禧瑪諾DI2的公路自行車電子變速系統(tǒng)上。同樣的，Ansmann和BionX在它們的直驅(qū)電機(jī)中使用CAN協(xié)議。由于CAN控制器和處理器價(jià)格低廉，CAN總線同樣可應(yīng)用于普通自動(dòng)化環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)總線中。包括NISMO在內(nèi)的開發(fā)商致力于使用CAN總線數(shù)據(jù)在GT賽車6中利用游戲內(nèi)的GPS數(shù)據(jù)，重建真實(shí)的賽車視覺動(dòng)態(tài)模糊，玩家將獲得真實(shí)的賽車動(dòng)態(tài)模糊效果。約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室的模塊化假肢（MPL）使用局域CAN總線使假肢上的伺服電機(jī)和控制器的溝通更容易。架構(gòu)CAN是一個(gè)用于連接電子控制單元（ECU）的多主機(jī)串行總線標(biāo)準(zhǔn)。電子控制單元有時(shí)也被稱作節(jié)點(diǎn)。CAN網(wǎng)絡(luò)上需要至少兩個(gè)節(jié)點(diǎn)才可進(jìn)行通信。節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜程度可以只是簡(jiǎn)單的輸入輸出設(shè)備，也可以是包含有CAN交互器并搭載了軟件的嵌入式組件。節(jié)點(diǎn)還可能是一個(gè)網(wǎng)關(guān)，允許普通計(jì)算機(jī)通過USB或以太網(wǎng)端口與CAN網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備通信。所有節(jié)點(diǎn)通過兩根平行的總線連接在一起。兩條電線組成一條雙絞線，并且接有120Ω的特性阻抗。ISO11898-2，也稱為高速度CAN。它在總線的兩端均接有120Ω電阻。圖11高速CAN網(wǎng)絡(luò)高速CAN網(wǎng)絡(luò)。ISO11898-2高速CAN總線在傳輸顯性（0）信號(hào)時(shí)，會(huì)將CAN_H端抬向5V高電平，將CAN_L拉向0V低電平。當(dāng)傳輸隱性（1)信號(hào)時(shí)，并不會(huì)驅(qū)動(dòng)CAN_H或者CAN_L端。顯性信號(hào)CAN_H和CAN_L兩端差分標(biāo)稱電壓為2V。終端電阻在沒有驅(qū)動(dòng)時(shí)，將差分標(biāo)稱電壓降回0V。顯性信號(hào)（0）的共模電壓需要在1.5V到3.5V之間。隱性信號(hào)（1）的共模電壓需要在+/-12V。圖12高速CAN信令I(lǐng)SO11898-3，也被稱作低速或者容錯(cuò)CAN。它使用線性主線，星形主線或者連接到一個(gè)線性主線上的多星結(jié)構(gòu)主線著稱。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有終端電阻作為全局終端電阻的一部分。全局終端電阻不應(yīng)低于100Ω。圖13低速容錯(cuò)CAN網(wǎng)絡(luò)低速/容錯(cuò)CAN信號(hào)在傳輸顯性信號(hào)（0）時(shí)，驅(qū)動(dòng)CANH端抬向5V，將CANL端降向0V。在傳輸隱性信號(hào)（1）時(shí)并不驅(qū)動(dòng)CAN總線的任何一端。在電源電壓Vcc為5V時(shí)，顯性信號(hào)差分電壓需要大于2.3V，隱性信號(hào)的差分電壓需要小于0.6V。CAN總線兩端未被驅(qū)動(dòng)時(shí)，終端電阻使CANL端回歸到RTH電壓（當(dāng)電源電壓Vcc為5V時(shí)，RTH電壓至少為Vcc-0.3V=4.7V），同時(shí)使CANH端回歸至RTL電壓（RTL電壓最大為0.3V）。兩根線需要能夠承受-27V至40V的電壓而不被損壞。圖14低速CAN信令在高速和低速CAN中,從隱性信號(hào)向顯性信號(hào)過渡的速度更快，因?yàn)榇藭r(shí)CAN線纜被主動(dòng)積極地驅(qū)動(dòng)。顯性向隱性的過渡速度主要取決于CAN網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度和導(dǎo)線的電容。高速CAN通常被用于汽車和工業(yè)應(yīng)用，在這些應(yīng)用環(huán)境中，總線通常從一端橫跨至另一端。容錯(cuò)CAN總線則經(jīng)常被用在需要連接在一起的一組節(jié)點(diǎn)。ISO規(guī)格只要求總線共模電壓必須保持在最小和最大范圍內(nèi)，但不定義如何將總線電壓保持在這個(gè)范圍。CAN總線必須使用終端電阻。終端電阻可以用來抑制信號(hào)反射，同時(shí)可以使總線電壓回到隱性狀態(tài)或者閑置狀態(tài)。高速CAN在總線兩端使用120Ω電阻。低速CAN在每個(gè)節(jié)點(diǎn)均使用電阻。也有其他類型的終端，例如ISO11783中定義了終端偏壓電路。[8]終端偏壓電路使用由4條導(dǎo)線組成的線纜，除了CAN信號(hào)線以外還有電源線和地線。這在每段總線兩端提供自動(dòng)偏壓和終端功能。ISO11783網(wǎng)絡(luò)是專為熱拔插總線段和電子控制單元設(shè)計(jì)的。CAN總線節(jié)點(diǎn)圖15CAN總線節(jié)點(diǎn)每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要:中央處理器、微處理器或主處理器處理主機(jī)決定收到的信息的意思以及想要傳輸?shù)男畔?。傳感器、?qū)動(dòng)器和控制設(shè)備可以與主處理器連接。CAN控制器；通常是集成單片機(jī)的一部分接收：CAN控制器將從總線上接收的串位字節(jié)存儲(chǔ)直到整個(gè)消息可用，之后主處理器可以獲取這個(gè)消息（通常由于CAN控制器觸發(fā)一個(gè)中斷）。發(fā)送：主處理器發(fā)送傳遞信息到CAN控制器，之后當(dāng)總線空閑時(shí)將串位信息傳遞至總線。收發(fā)器；由ISO11898-2/3介質(zhì)訪問單元（MAU）標(biāo)準(zhǔn)定義接收：把數(shù)據(jù)流從CAN總線層轉(zhuǎn)換成CAN控制器可以使用的標(biāo)準(zhǔn)。CAN控制器通常配有保護(hù)電路。傳輸：把來自CAN控制器的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換至CAN總線層。每個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠發(fā)送和接收信息，但不是同時(shí)進(jìn)行的。一個(gè)消息或幀主要包括標(biāo)識(shí)符(ID)，它表示信息的優(yōu)先級(jí)，最多八個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)。CRC、ACK和其他幀部分也是消息的一部分。改進(jìn)了的CANFD將每個(gè)幀拓展至最多64字節(jié)。消息采用不歸零(NRZ)格式串聯(lián)傳送到主線并可被所有節(jié)點(diǎn)接收。被CAN網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備通常是傳感器，驅(qū)動(dòng)器和其他控制設(shè)備。這些設(shè)備通過一個(gè)中央處理器、一個(gè)CAN控制器，和一個(gè)CAN接收器連接至總線。數(shù)據(jù)傳輸CAN數(shù)據(jù)傳輸如果出現(xiàn)爭(zhēng)執(zhí)，將會(huì)使用無損位仲裁解決辦法。該仲裁法要求CAN網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點(diǎn)同步，對(duì)每一位的采樣都在同一時(shí)間。這就是為什么有人稱之為CAN同步。然而，同步這個(gè)術(shù)語在此并不精確，因?yàn)閿?shù)據(jù)以異步格式傳輸而不包含時(shí)鐘信號(hào)。CAN規(guī)范中使用術(shù)語"顯性"位和"隱性"位來表示邏輯高低。顯性是邏輯0(由發(fā)信器積極驅(qū)動(dòng)通過電壓)而隱性是邏輯1(被動(dòng)地通過電阻返回到一個(gè)電壓)。閑置狀態(tài)代表隱性的水平，也就是邏輯1。如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送了顯性位而另一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)隱性位，那么總線上就有沖突，最終結(jié)果是顯性位“獲勝”。這意味著，更高優(yōu)先級(jí)的信息沒有延遲。較低優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)信息自動(dòng)在顯性位傳輸結(jié)束，6個(gè)時(shí)鐘位之后嘗試重新傳輸。這使得CAN適合成為一個(gè)實(shí)時(shí)優(yōu)先通訊系統(tǒng)。邏輯0或1的確切電壓取決于所使用的物理層，但CAN的基本原則要求每個(gè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽CAN網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)，包括發(fā)信節(jié)點(diǎn)本身。如果所有節(jié)點(diǎn)都在同時(shí)發(fā)送邏輯1，所有節(jié)點(diǎn)都會(huì)看到這個(gè)邏輯1信號(hào)，包括發(fā)信節(jié)點(diǎn)和接受節(jié)點(diǎn)。如果所有發(fā)信節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送邏輯0信號(hào)，那么所有節(jié)點(diǎn)都會(huì)看到這個(gè)邏輯0信號(hào)。當(dāng)一個(gè)或多個(gè)發(fā)信節(jié)點(diǎn)發(fā)送邏輯0信號(hào)，但是有一個(gè)或多個(gè)發(fā)信節(jié)點(diǎn)發(fā)送了邏輯1信號(hào)，所有節(jié)點(diǎn)包括發(fā)送邏輯1信號(hào)的節(jié)點(diǎn)也會(huì)看到邏輯0信號(hào)。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送邏輯1信號(hào)但是看到一個(gè)邏輯0信號(hào)，它會(huì)意識(shí)到線上有爭(zhēng)執(zhí)并退出發(fā)射。通過這個(gè)過程，任何傳送邏輯1的節(jié)點(diǎn)在其他節(jié)點(diǎn)傳送邏輯0時(shí)退出或者失去仲裁。失去仲裁的節(jié)點(diǎn)會(huì)在稍后把信息重新加入隊(duì)列，CAN幀的比特流保持沒有故障繼續(xù)進(jìn)行直到只剩下一個(gè)發(fā)信節(jié)點(diǎn)。這意味著傳送第一個(gè)邏輯1的節(jié)點(diǎn)喪失仲裁。由于所有節(jié)點(diǎn)在開始CAN幀時(shí)傳輸11位(或CAN2.0B中是29位)標(biāo)識(shí)符，擁有最低標(biāo)識(shí)符的發(fā)信節(jié)點(diǎn)在起始處擁有更多0。那個(gè)節(jié)點(diǎn)贏得仲裁并且擁有最高優(yōu)先級(jí)。例如，一個(gè)11位標(biāo)識(shí)符的CAN網(wǎng)絡(luò)，有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，他們的ID分別為15（二進(jìn)制表示為00000001111）和16（二進(jìn)制表示為00000010000）。如果這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)傳輸，每個(gè)都會(huì)優(yōu)先傳輸它們標(biāo)識(shí)符中的前6個(gè)0而不觸發(fā)仲裁。表1211位標(biāo)識(shí)符的CAN網(wǎng)絡(luò)起始位ID位幀剩下的部分109876543210節(jié)點(diǎn)15000000001111節(jié)點(diǎn)1600000001停止傳輸CAN數(shù)據(jù)000000001111當(dāng)ID中的第7位傳輸時(shí)，節(jié)點(diǎn)16為其ID發(fā)送1(隱性)，而節(jié)點(diǎn)15為其ID發(fā)送0（顯性）。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，該節(jié)點(diǎn)16知道自己發(fā)送了1，但在總線上看到了0，意識(shí)到有沖突發(fā)生并且自己失去仲裁。節(jié)點(diǎn)16停止傳送而節(jié)點(diǎn)15繼續(xù)傳輸自己的ID，沒有丟失任何數(shù)據(jù)。擁有最低ID的節(jié)點(diǎn)總是贏得仲裁，因此具有最高優(yōu)先級(jí)。長(zhǎng)度小于40m的網(wǎng)絡(luò)最高支持的比特率高達(dá)1百萬比特/秒。降低比特率可以允許使用更長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)距離（例如，125千比特/秒支持最大500米）。改進(jìn)的CANFD標(biāo)準(zhǔn)允許仲裁后升高比特率，可以將數(shù)據(jù)區(qū)塊速度增加至仲裁位速率的八倍。ID分配信息ID在單條CAN總線上必須是唯一的，否則兩個(gè)節(jié)點(diǎn)將在仲裁位(ID)傳送結(jié)束后繼續(xù)傳輸，造成錯(cuò)誤。1990年代早期，為信息選擇標(biāo)志符（ID）的準(zhǔn)則僅僅基于數(shù)據(jù)的種類和發(fā)信節(jié)點(diǎn)。但是，當(dāng)標(biāo)志符同樣代表著信息的優(yōu)先級(jí)時(shí)，這會(huì)帶來不好的實(shí)時(shí)響應(yīng)。在這種情況下，通常要求CAN總線只能使用大概30%才能保證信息可以在截止時(shí)間之前到達(dá)。然而，如果信息的標(biāo)志符根據(jù)信息的優(yōu)先級(jí)決定，更低標(biāo)志符的信息獲得更高優(yōu)先級(jí)，那么在不損失數(shù)據(jù)的前提下，總線的使用率可以達(dá)到70%到80%。位時(shí)序CAN網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點(diǎn)必須運(yùn)行在相同的標(biāo)稱比特率下，但噪音、相移、振蕩頻率容差和振蕩頻率漂移導(dǎo)致實(shí)際的比特率可能與標(biāo)稱比特率不同。[9]由于沒有使用一個(gè)單獨(dú)的時(shí)鐘信號(hào)，需要一個(gè)同步節(jié)點(diǎn)方法。同步在仲裁機(jī)制中十分重要，因?yàn)橹俨弥械墓?jié)點(diǎn)需要能夠同時(shí)看到它們傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)和其他節(jié)點(diǎn)的傳輸數(shù)據(jù)。同步在確保節(jié)點(diǎn)間震蕩時(shí)間不同時(shí)不發(fā)生錯(cuò)誤上十分重要?？偩€閑置一段時(shí)間后，在第一個(gè)隱性信號(hào)向顯性信號(hào)轉(zhuǎn)換時(shí)（起始位）進(jìn)行硬同步。再次同步發(fā)生在傳輸幀期間的每次從隱性向顯性轉(zhuǎn)換時(shí)。CAN控制器期望在標(biāo)稱位時(shí)間內(nèi)發(fā)生多次轉(zhuǎn)換。如果并沒有在期望的確定時(shí)間發(fā)生，控制器將根據(jù)這調(diào)整標(biāo)稱位時(shí)間。調(diào)整是通過將每一位劃分成多個(gè)稱為量子的時(shí)間段,并分配一定數(shù)量的量子到位中的四個(gè)階段完成的。這四個(gè)階段分別為：同步、傳播、相位段1和相位段2。圖16每位10個(gè)量子的CAN位時(shí)序的例子每位10個(gè)量子的CAN位時(shí)序的例子。位被分成的量子數(shù)量會(huì)因控制器的不同而不同，每一個(gè)階段分配的量子數(shù)會(huì)因比特率和網(wǎng)絡(luò)狀況的不同而改變。在預(yù)期時(shí)刻之前或之后發(fā)生的過渡會(huì)促使控制器計(jì)算時(shí)間差，并根據(jù)計(jì)算所得的時(shí)間差延長(zhǎng)相位段1或者縮短相位段2。這有效地改變接收器到發(fā)信器的時(shí)序，將它們同步在一起。這個(gè)重新同步過程不斷地在每次隱性向顯性過渡時(shí)進(jìn)行已確保發(fā)信器和接收器保持同步。不斷地重新同步降低了噪聲產(chǎn)生的錯(cuò)誤，讓同步至已經(jīng)失去仲裁的節(jié)點(diǎn)的接收節(jié)點(diǎn)重新同步到贏得仲裁的節(jié)點(diǎn)。層級(jí)CAN協(xié)議與很多網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相似，可以被分解為下列抽象層：應(yīng)用層對(duì)象層信息過濾消息和狀態(tài)處理傳輸層大多數(shù)CAN標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用在傳輸層。傳輸層從物理層接收消息并將這些信息傳遞給對(duì)象層。傳輸層負(fù)責(zé)特定時(shí)序、同步、信息位構(gòu)架、仲裁、確認(rèn)、錯(cuò)誤檢測(cè)及發(fā)信和故障約束。它的職責(zé)為：故障約束錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)消息驗(yàn)證信息確認(rèn)仲裁信息幀傳輸速率和時(shí)間路由信息物理層圖17CAN總線包含終端電阻的電氣連接樣例CAN總線（ISO11898-1:2003）最初指定的鏈路層協(xié)議僅包括對(duì)物理層的抽象需求。物理層關(guān)于電氣方面的（電壓，電流，數(shù)量導(dǎo)體）規(guī)定來自于ISO11898-2:2003，該協(xié)議目前被廣泛接受。但是，物理層關(guān)于機(jī)械方面的（接頭種類和數(shù)量、顏色、標(biāo)簽、標(biāo)準(zhǔn)輸出）尚未被正式指定。因此，汽車的電子控制單元（ECU）通常會(huì)有定制的接口和各種線纜組成CAN總線。盡管如此，領(lǐng)域中已經(jīng)出現(xiàn)若干機(jī)械方面的標(biāo)準(zhǔn)，最常見的是使用9個(gè)引腳的D-sub型插頭，擁有以下引腳分布：引腳2：CAN-Low（CAN?）引腳3：GND（地線)引腳7：CAN-High（CAN+）引腳9：CANV+（供電）圖18DB-9連接器（插頭）這個(gè)CAN的機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)可以用于D-sub接口的插頭和插座。總線電流從插座流向插頭。這遵循了電源在插座處截止的電氣工程慣例。采用本標(biāo)準(zhǔn)避免了為將節(jié)點(diǎn)連接到同一個(gè)D接口而制作定制分離器。非標(biāo)準(zhǔn)(自定義)線束(分離器)，在線纜上分離CAN分支，減少總線的可靠性、消除電纜可交換性、減少線束的兼容性并且增加成本。完整的物理層規(guī)范的缺失（電氣和機(jī)械方面）減少了CAN總線的限制，降低了實(shí)現(xiàn)功能時(shí)物理層面的復(fù)雜度。但它讓CAN總線在交互時(shí)因?yàn)闄C(jī)械原因不兼容。為了提高互用性，許多汽車制造商制定了描述可兼容使用的CAN接收器的一套參數(shù)規(guī)范。最大寄生電容包括電容本身以及靜電保護(hù)（ESD）（靜電保護(hù)在ISO7637-3中定義）。除了寄生電容、12V和24V系統(tǒng)因?yàn)樽畲箅妷翰煌胁煌臉?biāo)準(zhǔn)。事實(shí)上，在助推啟動(dòng)（jumpstart）時(shí)，輕型車輛的先電壓可以達(dá)到24V，而卡車系統(tǒng)可以達(dá)到36V。新的解決方案，允許同樣的組件使用于CAN和CANFD即將投入市場(chǎng)。ISO11898-2:2003中的噪聲免疫是通過在總線兩端使用低電阻值（120歐姆）維持總線兩條線間的差分阻抗實(shí)現(xiàn)的。然而，當(dāng)處于休眠狀態(tài)時(shí)，例如CAN總線的低阻值總線會(huì)比其他基于電壓的信號(hào)總線消耗更多電流。在CAN總線系統(tǒng)中，當(dāng)一條信號(hào)線中的電流于另一條反方向電流值一樣時(shí)，該平衡傳輸線為接收器提供穩(wěn)定的0V參考電壓。最好的做法是在已經(jīng)有很嘈雜的射頻干擾的汽車內(nèi)，對(duì)CAN總線使用帶屏蔽層的雙絞線，以盡量減少射頻信號(hào)的發(fā)射，降低干擾的敏感性。ISO11898-2在發(fā)信器和接收器之間提供一定的共模電壓免疫。通過一個(gè)0V的通路保持節(jié)點(diǎn)間的電壓關(guān)聯(lián)。此外，在上述的現(xiàn)有機(jī)械結(jié)構(gòu)里，包含一個(gè)將電力分配到各個(gè)節(jié)點(diǎn)的收發(fā)器的供電軌通道。該設(shè)計(jì)為所有收發(fā)器提供了一個(gè)共享的電源?？偩€上應(yīng)用的實(shí)際電壓由使用的收發(fā)器決定，并沒有統(tǒng)一規(guī)范。常見設(shè)計(jì)是，通過CAN總線為每個(gè)與自身節(jié)點(diǎn)電氣隔離的收發(fā)器提供電壓驅(qū)動(dòng)5V變壓器。這通常提供足夠多的冗余度來保證節(jié)點(diǎn)間的互用性。這種網(wǎng)絡(luò)的典型供電電壓在7V到30V之間。但是，通用標(biāo)準(zhǔn)的缺失導(dǎo)致系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者要為供電軌道的兼容性負(fù)責(zé)。ISO11898-2中描述的電氣實(shí)施方法構(gòu)建了一個(gè)在總線兩端使用終端電阻組成的多站單端平衡線路布局。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，顯性狀態(tài)由一個(gè)或多個(gè)傳輸器將CAN_L切換至0V，同時(shí)將CAN_H切換至5V總線電壓來形成通過終端電阻的電流通路。終端電阻在這種信號(hào)系統(tǒng)中起到限制高頻反射波形的核心作用。在隱性狀態(tài)時(shí)，信號(hào)線和電阻相對(duì)于高低軌道保持在高阻抗?fàn)顟B(tài)。CAN_H和CAN_L軌道的電壓趨向于中立。隱性狀態(tài)僅在總線上沒有任何傳輸器宣布顯性狀態(tài)時(shí)出現(xiàn)。在顯性狀態(tài)時(shí)，信號(hào)線和電阻相對(duì)于高低軌道變?yōu)榈妥杩範(fàn)顟B(tài)，因此電流能夠流過電阻。CAN_H電壓趨向于5V，同時(shí)CAN_L趨向于0V。不管總線上信號(hào)是什么狀態(tài)，信號(hào)線在線纜兩端因?yàn)殡娮璧拇嬖冢嗷ブg總是保持低阻抗。這個(gè)信號(hào)策略與例如RS-422/3和RS-485等等的其他平衡線路傳輸技術(shù)由顯著的不同。RS-422/3和RS-485擁有差分線纜驅(qū)動(dòng)但是差分模式下電壓為一正一負(fù)。在這樣的系統(tǒng)多路通信通常依靠在時(shí)域中支持三種狀態(tài)（高電平有效、低電平有效和不活動(dòng)三種狀態(tài)）的介質(zhì)。在CAN總線上進(jìn)行多路通信只需要系統(tǒng)的電邏輯支持兩個(gè)狀態(tài)，在概念上與“由線纜構(gòu)成的與門”網(wǎng)絡(luò)相似。幀CAN網(wǎng)絡(luò)可以配置為使用兩種不同的消息（或“幀”）格式：標(biāo)準(zhǔn)或基本幀格式（在CAN2.0A和CAN2.0B中描述）和擴(kuò)展幀格式（僅由CAN2.0B描述）。兩種格式之間的唯一區(qū)別是，“CAN基本幀”支持標(biāo)識(shí)符長(zhǎng)度為11位，“CAN擴(kuò)展幀”支持標(biāo)識(shí)符長(zhǎng)度為29位，由11位標(biāo)識(shí)符（“基本標(biāo)識(shí)符”）和一個(gè)18位擴(kuò)展（“標(biāo)識(shí)符擴(kuò)展”）組成。CAN基本幀格式和CAN擴(kuò)展幀格式之間的是通過使用IDE位進(jìn)行區(qū)分的，該位在傳輸顯性時(shí)為11位幀，而在傳輸隱性時(shí)使用29位幀。支持?jǐn)U展幀格式消息的CAN控制器也能夠發(fā)送和接收CAN基本幀格式信息。所有的幀都以開始位（SOF）作為信息傳輸?shù)钠鹗?。CAN有4種幀類型：數(shù)據(jù)幀：包含用于傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的幀遠(yuǎn)程幀：請(qǐng)求傳輸特定標(biāo)識(shí)符的幀錯(cuò)誤幀：由任何檢測(cè)到錯(cuò)誤的節(jié)點(diǎn)發(fā)送的幀過載幀：在數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀之間插入延遲的幀數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀是唯一用于實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸Ｋ袃煞N信息結(jié)構(gòu)：基本幀格式：有11個(gè)標(biāo)識(shí)符位擴(kuò)展幀格式：有29個(gè)標(biāo)識(shí)符位CAN標(biāo)準(zhǔn)要求必須接受基本幀格式并可能接受擴(kuò)展幀格式，但必須能承受擴(kuò)展幀格式。基本幀格式圖19帶有電平信息的CAN基礎(chǔ)幀格式（不包含填充位）幀格式如下：位值是用于描述CAN-LO信號(hào)的。表13幀格式字段名字長(zhǎng)（位）作用起始位（SOF）1表示幀的傳輸開始識(shí)別碼（ID\green）11唯一識(shí)別碼，同樣代表了優(yōu)先級(jí)遠(yuǎn)程傳輸請(qǐng)求（RTR\藍(lán)色）1數(shù)據(jù)幀時(shí)一定是顯性（0），遠(yuǎn)程請(qǐng)求幀時(shí)一定是隱性（1）（詳見遠(yuǎn)程幀章節(jié)）標(biāo)志碼拓展位（IDE）1對(duì)于只有11位標(biāo)志碼的基本幀格式，此段一定為顯性（0）預(yù)留位（R0）1預(yù)留位一定是顯性（0），但是隱性（1）同樣是可接受的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼（DLC\黃色）4數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)（0-8字節(jié)）[a]數(shù)據(jù)段（Datafield\紅色）0–64(0-8字節(jié))待傳輸數(shù)據(jù)（長(zhǎng)度由數(shù)據(jù)長(zhǎng)度碼DLC指定）循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）15循環(huán)冗余校驗(yàn)循環(huán)冗余校驗(yàn)定界碼1一定是隱性（1）確認(rèn)槽（ACK）1發(fā)信器發(fā)送隱性（1）但是任何接收器可以宣示顯性（0）確認(rèn)定界碼（ACKdelimiter）1一定是隱性（1）結(jié)束位(EOF)7一定是隱性（1）從物理上來說，4位的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼可以傳輸9-15的值，但是數(shù)據(jù)段依舊被限制為8位。部分控制器允許傳輸或接收大于8的DLC值，但是實(shí)際數(shù)據(jù)長(zhǎng)度仍然限制在8位。幀的格式如下表所示：表14拓展幀格式字段名字長(zhǎng)（位）作用起始位（SOF）1表示幀的傳輸開始標(biāo)志符A（IDA\green）11唯一識(shí)別碼的第一部分，同樣代表了優(yōu)先級(jí)替代遠(yuǎn)程請(qǐng)求（SRR）1數(shù)據(jù)幀時(shí)一定是顯性（0），遠(yuǎn)程請(qǐng)求幀時(shí)一定是隱性（1）標(biāo)志符拓展位（IDE）1對(duì)于有29位標(biāo)志符的拓展幀格式，此段一定為隱性（1）標(biāo)志符B（IDB\green）18唯一識(shí)別碼的第二部分，同樣代表了優(yōu)先級(jí)遠(yuǎn)程傳輸請(qǐng)求（RTR\藍(lán)色）1數(shù)據(jù)幀時(shí)一定是顯性（0），遠(yuǎn)程請(qǐng)求幀時(shí)一定是隱性（1）（詳見遠(yuǎn)程幀章節(jié)）預(yù)留位（r1，r0）2預(yù)留位一定是顯性（0），但是隱性（1）同樣是可接受的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼（DLC\黃色）4數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)（0-8字節(jié)）[a]數(shù)據(jù)段（Datafield\紅色）0–64(0-8字節(jié))待傳輸數(shù)據(jù)（長(zhǎng)度由數(shù)據(jù)長(zhǎng)度碼DLC指定）循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）15循環(huán)冗余校驗(yàn)循環(huán)冗余校驗(yàn)定界符1一定是隱性（1）確認(rèn)槽（ACK）1發(fā)送器發(fā)送隱性（1），任何接收器都可以發(fā)送顯性（0）確認(rèn)定界符（ACKdelimiter）1一定是隱性（1）結(jié)束位(EOF)7一定是隱性（1）從物理上來說，4位的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼可以傳輸9-15的值，但是數(shù)據(jù)段依舊被限制為8位。部分控制器允許傳輸或接收大于8的DLC值，但是實(shí)際數(shù)據(jù)長(zhǎng)度仍然限制在8位。兩個(gè)定位符區(qū)域A和B共同組成29位定位符。遠(yuǎn)程幀通常數(shù)據(jù)傳輸是在數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)（例如傳感器）發(fā)出數(shù)據(jù)幀的情況下自主執(zhí)行的。但是，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)也可以通過發(fā)送遠(yuǎn)程幀來從信息源請(qǐng)求數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀之間有兩個(gè)區(qū)別。首先，RTR位在數(shù)據(jù)幀中作為顯性位傳輸，其次在遠(yuǎn)程幀中沒有數(shù)據(jù)段。DLC字段表示所請(qǐng)求的消息的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，而不是發(fā)送的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。也就是說：RTR=0；數(shù)據(jù)幀中為顯性RTR=1；遠(yuǎn)程幀中位隱性在數(shù)據(jù)幀和具有相同標(biāo)識(shí)符的遠(yuǎn)程幀同時(shí)發(fā)送的情況下，由于數(shù)據(jù)幀標(biāo)識(shí)符之后的RTR位是顯性，它將贏得仲裁。錯(cuò)誤幀錯(cuò)誤幀由兩個(gè)不同的字段組成：第一段由不同站點(diǎn)提供的錯(cuò)誤標(biāo)志（6-12個(gè)顯性位/隱性位）的疊加給出。接下來的第二段是錯(cuò)誤幀定界符（ERRORDELIMITER，8個(gè)隱性位）。錯(cuò)誤標(biāo)志也有兩種：主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志六個(gè)顯性位-由網(wǎng)絡(luò)上錯(cuò)誤狀態(tài)為“主動(dòng)錯(cuò)誤”的出錯(cuò)的節(jié)點(diǎn)傳送。被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志表15CAN的五種偵測(cè)錯(cuò)誤機(jī)制循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）CRC在消息結(jié)尾處加上一個(gè)FCS（framechecksequence）來確保消息的正確。接收消息端會(huì)將其FCS重新演算并與所接收到的FCS比對(duì)，如果不相符，表示有CRC錯(cuò)誤。Framecheck檢查數(shù)據(jù)包中幾個(gè)固定值的字段以驗(yàn)證該數(shù)據(jù)包是否有被信號(hào)干擾導(dǎo)致內(nèi)容錯(cuò)誤。ACKerrors接收端在收到數(shù)據(jù)包后會(huì)告知發(fā)訊端，發(fā)訊端若沒有收到確認(rèn)消息，ACK錯(cuò)誤便發(fā)生。Monitoring傳輸一位到網(wǎng)絡(luò)上，再從網(wǎng)絡(luò)讀取來檢查是否一致。Bitstuffing用于消息同步。六個(gè)隱性位-由網(wǎng)絡(luò)上錯(cuò)誤狀態(tài)為“被動(dòng)錯(cuò)誤”的出錯(cuò)的節(jié)點(diǎn)傳送。CAN有兩種錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器：1.傳輸錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器（Transmiterrorcounter，簡(jiǎn)稱TEC）2.接受錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器（Receiveerrorcounter，簡(jiǎn)稱REC）當(dāng)傳輸錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器TEC或接受錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器REC大于127且小于255時(shí)，將在總線上傳輸被動(dòng)錯(cuò)誤幀。當(dāng)傳輸錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器TEC或接受錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器REC小于128時(shí)，將在總線上傳輸主動(dòng)錯(cuò)誤幀。當(dāng)傳輸錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器TEC或接受錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器REC大于255時(shí)，節(jié)點(diǎn)進(jìn)入主線離線狀態(tài)，不會(huì)傳輸幀。過載幀過載幀包含兩個(gè)位字段：過載標(biāo)志（OverloadFlag）和過載定界符（OverloadDelimiter）。有兩種過載條件可導(dǎo)致過載標(biāo)志的傳輸：接收器的內(nèi)部條件，要求延遲下一個(gè)數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀。中斷檢測(cè)到一個(gè)顯性位。由于情況1引起的過載幀只允許在預(yù)期中斷的第一位時(shí)間開始，而由情況2引起的過載幀在檢測(cè)到顯性位后一位開始。過載標(biāo)志由六個(gè)顯性位組成，其整體形式與主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志的形式相對(duì)應(yīng)。過載標(biāo)志的形式破壞了中斷區(qū)的固定形式。因此，所有其他站點(diǎn)也會(huì)檢測(cè)到過載情況，并在它們自己的部分開始傳輸過載標(biāo)志。過載定界符由8個(gè)隱性位組成，與錯(cuò)誤分隔符的形式相同。調(diào)試機(jī)制CAN提供了五種調(diào)試機(jī)制，使其錯(cuò)誤發(fā)生率低于4.7×10-11。當(dāng)一個(gè)以上的上述錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)，發(fā)送中的傳輸將會(huì)失敗中止并且產(chǎn)生錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包，發(fā)訊端則會(huì)試著重新發(fā)送消息數(shù)據(jù)包。各個(gè)節(jié)點(diǎn)將會(huì)重新爭(zhēng)取優(yōu)先權(quán)。表16CAN的五種偵測(cè)錯(cuò)誤機(jī)制循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）CRC在消息結(jié)尾處加上一個(gè)FCS（framechecksequence）來確保消息的正確。接收消息端會(huì)將其FCS重新演算并與所接收到的FCS比對(duì)，如果不相符，表示有CRC錯(cuò)誤。Framecheck檢查數(shù)據(jù)包中幾個(gè)固定值的字段以驗(yàn)證該數(shù)據(jù)包是否有被信號(hào)干擾導(dǎo)致內(nèi)容錯(cuò)誤。ACKerrors接收端在收到數(shù)據(jù)包后會(huì)告知發(fā)訊端，發(fā)訊端若沒有收到確認(rèn)消息，ACK錯(cuò)誤便發(fā)生。Monitoring傳輸一位到網(wǎng)絡(luò)上，再從網(wǎng)絡(luò)讀取來檢查是否一致。Bitstuffing用于消息同步。確認(rèn)槽（ACK）確認(rèn)插槽用于確認(rèn)收到的CAN幀有效。接收到幀而沒有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的每個(gè)節(jié)點(diǎn)在ACK槽中發(fā)送顯性水平，來覆蓋發(fā)射機(jī)的隱性水平。如果發(fā)射機(jī)在ACK時(shí)隙中只檢測(cè)到隱性電平，它就知道沒有任何接收器獲得有效的幀。接收節(jié)點(diǎn)可以發(fā)送隱性信號(hào)來指示它沒有接收到有效幀，但是確實(shí)接收到有效幀的其它節(jié)點(diǎn)可以用顯性信號(hào)覆蓋它。發(fā)送節(jié)點(diǎn)無法知道CAN網(wǎng)絡(luò)上的是否所有節(jié)點(diǎn)都收到了該消息。幀間內(nèi)容數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀通過稱為幀間空間的區(qū)域與前面的幀分開。幀間空間由至少三個(gè)連續(xù)的隱性（1）位組成。之后，如果檢測(cè)到一個(gè)顯性位，它將被視為下一幀的“起始位”。過載幀和錯(cuò)誤幀不比幀間空間重要，并且多個(gè)過載幀也不由幀間空間分隔。幀間空間包含了字段中斷和總線空閑，并且如果前一消息的發(fā)送器是被動(dòng)錯(cuò)誤站點(diǎn)，會(huì)將總線暫掛。位填充圖110CAN幀在填充位之前和之后（紫色）傳輸器會(huì)在相同極性的五個(gè)連續(xù)位之后插入一個(gè)相反的極性的位，以確保足夠的轉(zhuǎn)換來保持同步。這種做法被稱為位填充，并且對(duì)于CAN這樣的不歸零（NRZ）編碼是必要的。填充的數(shù)據(jù)幀由接收器去掉填充。除了CRC定界符，ACK字段和結(jié)束位這樣固定字長(zhǎng)的區(qū)域之外，幀中其他所有字段都會(huì)被填充，這些字段是固定大小且未被填充。在使用位填充的字段中，具有相同極性的六個(gè)連續(xù)位（111111或000000）被視為錯(cuò)誤。當(dāng)檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)，節(jié)點(diǎn)可以發(fā)送主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志。主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志由六個(gè)連續(xù)的顯性位組成，違反了位填充規(guī)則。位填充意味著數(shù)據(jù)幀可能比上述表中列舉的預(yù)期的要長(zhǎng)。CAN幀（基本格式下）的最大尺寸的情況是11111000011110000...被填充為：（填充位用粗體顯示）111110000011111000001...填充位本身可能成為五個(gè)連續(xù)相同位中的第一個(gè)，所以在最壞的情況下，每四個(gè)原始位有一個(gè)填充位。長(zhǎng)度由下面公式給出：其中是填充前幀的長(zhǎng)度，在最壞情況下，原數(shù)據(jù)除了第一個(gè)4位后，在每個(gè)4位后增加一位（所以分子減去1），同時(shí)由于位的結(jié)構(gòu)，固有的47位中只有34位能夠被填充。CAN低層標(biāo)準(zhǔn)ISO11898系列規(guī)定了用于道路車輛的CAN串行通信技術(shù)的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層（ISO/OSI模型的第一和第二層），支持分布式實(shí)時(shí)控制和多路復(fù)用。有如下幾個(gè)CAN物理層及其他層的標(biāo)準(zhǔn)：ISO11898-1:2015規(guī)定了控制器局域網(wǎng)（CAN）的數(shù)據(jù)鏈路層（DLL）和物理信令。[15]該文檔根據(jù)ISO/IEC7498-1中創(chuàng)建的開放系統(tǒng)互連（OSI）的ISO參考模型，描述了CAN總線層級(jí)通用架構(gòu)，并提供了在模塊之間創(chuàng)建數(shù)字信息交換實(shí)現(xiàn)CAN數(shù)據(jù)鏈路層的特性，和邏輯鏈路控制（LLC）次層和介質(zhì)訪問控制（MAC）次層的詳細(xì)參數(shù)。ISO11898-2:2003規(guī)定了高速（傳輸速率高達(dá)1Mbit/s）介質(zhì)訪問單元（MAU）和一些介質(zhì)相關(guān)接口（MDI）特性（根據(jù)ISO8802-3），共同組成了控制局域網(wǎng)的物理層。ISO11898-2使用雙線平衡傳輸線信令體系，是車用動(dòng)力總成應(yīng)用和工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中最常用的物理層。ISO11898-3:2006規(guī)定了在道路車輛電子控制單元之間創(chuàng)建的低速、容錯(cuò)、依賴介質(zhì)的接口的數(shù)字信息交換設(shè)置，其傳輸速率在40kBit/s至125kBit/s之間。ISO11898-4:2004規(guī)定了在CAN中的時(shí)間觸發(fā)通信（TTCAN）。它適用于在配備CAN的道路車輛的電子控制單元（ECU）之間創(chuàng)建時(shí)間觸發(fā)的數(shù)字信息交換，并且根據(jù)ISO11898-1規(guī)定了與邏輯鏈路和介質(zhì)訪問控制協(xié)調(diào)的幀同步，提供了時(shí)間觸發(fā)的通訊時(shí)間表。ISO11898-5:2007規(guī)定了道路車輛內(nèi)傳輸速率高達(dá)1Mbit/s的CAN網(wǎng)絡(luò)物理層。它根據(jù)ISO8802-2描述了介質(zhì)訪問單元的功能以及一些與介質(zhì)相關(guān)的接口功能。它是ISO11898-2的擴(kuò)展，應(yīng)對(duì)沒有主動(dòng)主線通訊但是要求低功耗特性的系統(tǒng)。ISO11898-6:2013規(guī)定了道路車輛內(nèi)傳輸速率高達(dá)1Mbit/s的CAN網(wǎng)絡(luò)物理層。它根據(jù)ISO8802-2描述了介質(zhì)訪問單元的功能以及一些與介質(zhì)相關(guān)的接口功能。它是ISO11898-2和ISO11898-5的擴(kuò)展，描述了一種可選的，利用可配置的CAN網(wǎng)絡(luò)幀的選擇性喚醒機(jī)制。ISO16845-1:2004提供了用于檢查CAN是否符合ISO11898-1規(guī)定所必需的方法和簡(jiǎn)要測(cè)試包。ISO16845-2:2014設(shè)立測(cè)試案例和測(cè)試要求，驗(yàn)證具有選擇性喚醒功能的CAN收發(fā)器是否符合指定的功能。ISO16845-2：2014中定義的測(cè)試類型稱為一致性測(cè)試?；贑AN的高層協(xié)議由于CAN標(biāo)準(zhǔn)不包括例如數(shù)據(jù)流量控制、設(shè)備尋址、傳輸多條消息的數(shù)據(jù)塊和應(yīng)用數(shù)據(jù)等應(yīng)用層協(xié)議的工作，許多高層協(xié)議被指定出來。盡管這些協(xié)議都能被制造商擴(kuò)展，但其中只有幾個(gè)為商用領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化。對(duì)于乘用車，每個(gè)制造商都有自己的標(biāo)準(zhǔn)。其中包括：標(biāo)準(zhǔn)化的方法ARINC812或ARINC825（航空工業(yè)）CANopen-EN50325-4（工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)）DeviceNet（工業(yè)自動(dòng)化技術(shù))EnergyBus-CiA454（輕型電動(dòng)汽車）ISOBUS-ISO11783（農(nóng)用機(jī)械）ISO-TP-ISO15765-2（機(jī)動(dòng)車診斷用傳輸協(xié)議）SAEJ1939（公車和卡車的車用網(wǎng)絡(luò)）MilCANNMEA2000-IEC61162-3（航海工業(yè)）統(tǒng)一診斷服務(wù)（UDS）-ISO14229（汽車診斷）其他方法CANaerospace-Stock(航空工業(yè))CANKingdom-Kvaser(嵌入式系統(tǒng))CCP/XCP（汽車ECU校正校準(zhǔn)）GMLAN-GeneralMotors（通用汽車）RV-C-RVIA（娛樂用載具）SafetyBUSp-Pilz（工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)）UAVCAN（航空航天及機(jī)器人）安全性CAN是低級(jí)協(xié)議，不支持任何內(nèi)在的安全功能。在標(biāo)準(zhǔn)的CAN中也沒有加密，這使得這些網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)能被截取。在大多數(shù)應(yīng)用中，應(yīng)用程序需要部署自己的安全機(jī)制，例如認(rèn)證傳入命令或網(wǎng)絡(luò)上某些設(shè)備的存在。若不執(zhí)行適當(dāng)?shù)陌踩胧?，其他人可能設(shè)法在總線上插入消息。盡管一些安全關(guān)鍵功能（如修改固件，編程鍵或控制防抱死制動(dòng)）存在密碼，但這些系統(tǒng)并未普遍實(shí)施，并且密鑰對(duì)的數(shù)量有限。開發(fā)工具在開發(fā)CAN總線或排除故障時(shí)，檢查硬件信號(hào)非常重要?？梢允褂眠壿嫹治鰞x和總線分析儀來收集、分析、解碼并儲(chǔ)存高速波形信號(hào)。此外，還有CAN總線監(jiān)視器及其它特殊工具。CAN總線監(jiān)視器是一個(gè)分析工具，通常是硬件和軟件的組合，用于開發(fā)使用在CAN總線上的硬件。通常，CAN總線監(jiān)視器將監(jiān)聽CAN總線上的通信量，以便將其顯示在自身的用戶界面中。它通常也能將CAN幀發(fā)送到總線來模擬CAN總線活動(dòng)。因此，CAN總線監(jiān)視器可用于驗(yàn)證來自待測(cè)設(shè)備的預(yù)期CAN流量或模擬CAN流量以驗(yàn)證測(cè)試設(shè)備連接到CAN總線時(shí)的反應(yīng)。許可博世公司擁有該技術(shù)的專利，生產(chǎn)兼容CAN的微處理器的制造商需要向博世公司支付許可費(fèi)，這些費(fèi)用通常加在芯片價(jià)格中傳遞給客戶。生產(chǎn)兼容CAN的定制特殊應(yīng)用積體電路（ASICs）或現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列（FPGA）模塊的制造商需要為CAN協(xié)議許可證支付費(fèi)用。LIN總線原理LIN（LocalInterconnectNetwork的簡(jiǎn)稱，中譯是區(qū)域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)），是應(yīng)用在汽車內(nèi)零組件之間通訊的串列網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。由于汽車上的技術(shù)及設(shè)備漸漸增加，需要低價(jià)的串列網(wǎng)絡(luò)，而控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN）的成本太高，無法在車上的每一個(gè)設(shè)備中都裝設(shè)。歐洲汽車制造商開始使用不同的串列通訊技術(shù)，因此出現(xiàn)彼此無法相容的問題。在1990年代末期，由BMW、大眾集團(tuán)、奧迪、富豪汽車及梅賽德斯-奔馳這五家車廠開始了LINConsortium，也有從Volcano汽車集團(tuán)及摩托羅拉而來的軟件及硬件協(xié)助。第一個(gè)完全實(shí)現(xiàn)的新LIN協(xié)定（LINversion1.3）是在2002年11月發(fā)布。在2003年9月發(fā)布了2.0版，增加了額外的診斷功能。若是配合特制的LINoverDCpowerline（DC-LIN）收發(fā)器，LIN也可以用在汽車車池的電力線通信。LINoverDCpowerline（DC-LIN）的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是ISO/AWI17987-8。ISO技術(shù)管理委員會(huì)（ISOTechnicalManagementBoard，ISOTMB）已指定CANinAutomation為依照ISO17987的LIN供應(yīng)商ID的注冊(cè)機(jī)構(gòu)。LIN是低成本的串列通訊協(xié)定，可以有效支援車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程應(yīng)用。LIN特別適用在分散在汽車不同位置的機(jī)械式節(jié)點(diǎn)，也適用于工業(yè)應(yīng)用。LIN設(shè)計(jì)時(shí)是和CAN網(wǎng)絡(luò)互補(bǔ)，組成車內(nèi)的階層式網(wǎng)絡(luò)。LINConsortium是在1990代末期組成的，組成成員是五家歐洲車廠，以及明導(dǎo)國(guó)際（以前的Volcano車輛集團(tuán)）及飛思卡爾（之前的摩托羅拉，現(xiàn)在已并入恩智浦半導(dǎo)體）。新的LIN規(guī)范中，第一個(gè)完全實(shí)現(xiàn)的版本是在2002年11月發(fā)布的LIN1.3版。在2003年9月提出了2.0版，擴(kuò)充了組態(tài)能力，以及額外的診斷機(jī)能以及工具界面。協(xié)定的主要特點(diǎn)如下：?jiǎn)我恢髡?，最?6個(gè)從站（沒有總線仲裁的過程）。這是LINConsortium強(qiáng)調(diào)的特點(diǎn)，以達(dá)到確定性的時(shí)間反應(yīng)。從站節(jié)點(diǎn)位置偵測(cè)（SlaveNodePositionDetection、SNPD），可以在送電后才指定節(jié)點(diǎn)的位址。單線通訊，在長(zhǎng)度40米時(shí)，可以到19.2kbit/s[8][10]。在LIN規(guī)范2.2中，速率最高可到20kbit/s?？纱_保的延遲時(shí)間。可變長(zhǎng)度的資料頁框（2,4及8字節(jié)）。可變動(dòng)的組態(tài)。多播接收的時(shí)間同步。設(shè)備電路的時(shí)脈不需非常準(zhǔn)確。不需要晶振（crystal）或是陶瓷振蕩器。資料檢查碼以及錯(cuò)誤檢測(cè)。.可以檢測(cè)故障的節(jié)點(diǎn)。以標(biāo)準(zhǔn)UART/SCI（串列通訊界面）為基礎(chǔ)的電路，低成本的方案。可以建立階層式的網(wǎng)絡(luò)工作電壓為12V。信息是透過可變長(zhǎng)度，固定格式的訊息來在網(wǎng)絡(luò)上傳播。主站會(huì)送出標(biāo)頭（header）資料，其中包括同步間隔（Synchronizationbreak）信號(hào)，之后是同步字段以及識(shí)別符（ID）字段。從站回應(yīng)資料頁框（frame），其中包括2個(gè)、4個(gè)或8個(gè)字節(jié)的資料，再加上3個(gè)字節(jié)的控制資訊。LIN訊息頁框，訊息包括以下的字段：同步間隔（Synchronizationbreak）同步字節(jié)識(shí)別符（ID）字節(jié)資料字節(jié)檢查碼字節(jié)頁框種類無條件頁框（Unconditionalframe）：會(huì)帶有訊號(hào)，其識(shí)別符會(huì)在0到59之內(nèi)。所有無條件頁框的收聽節(jié)點(diǎn)都要接收此頁框，若沒有錯(cuò)誤的話，其應(yīng)用程序需處理對(duì)應(yīng)的內(nèi)容。事件驅(qū)動(dòng)頁框（Event-triggeredframe）：其目的是增加LIN節(jié)點(diǎn)的反應(yīng)能力，不需要為了偶爾出現(xiàn)的訊號(hào)而用輪詢的方式向各節(jié)點(diǎn)確認(rèn)，消耗網(wǎng)絡(luò)的帶寬。無條件頁框的第一個(gè)字節(jié)需和某個(gè)事件驅(qū)動(dòng)頁框的保護(hù)識(shí)別符(PID)相同。從站只有在其數(shù)值變化時(shí)才需要回應(yīng)對(duì)應(yīng)的無條件頁框。若沒有節(jié)點(diǎn)回應(yīng)，該頁框的剩余時(shí)間沒有信號(hào)，會(huì)忽略該標(biāo)頭資料。若不止一個(gè)節(jié)點(diǎn)回復(fù)，此頁框時(shí)間會(huì)出現(xiàn)資料碰撞，主站需處理碰撞的情形，在下一次提出事件驅(qū)動(dòng)頁框前需要先請(qǐng)求所有相關(guān)的無條件頁框。偶發(fā)頁框（Sporadicframe）：此頁框是在主站有需要時(shí)，由主站發(fā)出，因此不會(huì)有碰撞。只有在主站知道某頁框的資料有變化時(shí)，才會(huì)在對(duì)應(yīng)的頁框時(shí)間區(qū)間內(nèi)送出偶發(fā)頁框的標(biāo)頭。偶發(fā)頁框的發(fā)送者需要回應(yīng)標(biāo)頭的資料。診斷頁框（Diagnosticframe）：其中包括診斷或是組態(tài)的資訊，長(zhǎng)度8字節(jié)，識(shí)別符是60（主站請(qǐng)求頁框）或61（從站回應(yīng)頁框）。主站在產(chǎn)生診斷頁框的標(biāo)頭之前，需要先問診斷模組是否應(yīng)送診斷資料，以及網(wǎng)絡(luò)上是否應(yīng)有資訊。從站也會(huì)接收這些資料，依照其診斷模組的訊息回應(yīng)資訊，自定頁框（User-definedframe）：可以包括任何資訊。其識(shí)別符是62。當(dāng)處理了指定給該頁框的頁框時(shí)間區(qū)間時(shí)，會(huì)送出指定頁框的標(biāo)頭。保留頁框（Reservedframe）：LIN2.0cluster不會(huì)使用，其識(shí)別符是63。LIN硬件LIN規(guī)范就是為了設(shè)計(jì)在網(wǎng)絡(luò)中很低價(jià)的硬件節(jié)點(diǎn)所開發(fā)。LIN設(shè)備是以ISO9191為基礎(chǔ)的低成本、單線網(wǎng)絡(luò)。以現(xiàn)今的汽車網(wǎng)架構(gòu)來看，會(huì)使用有UART能力，或是有專門LIN硬件的微控制器。微控制器會(huì)產(chǎn)生通訊協(xié)定、同位元等LIN通訊需要的所有資料，透過LIN收發(fā)器（可能只是電壓轉(zhuǎn)換，再加上一些機(jī)能）LIN的從站節(jié)點(diǎn)越便宜越好，因此其時(shí)脈可能不是用石英晶體諧振器或陶瓷諧振器，而是用RC振蕩器產(chǎn)生時(shí)脈。為了確保LIN頁框內(nèi)波特率的穩(wěn)定性，頁框中會(huì)有SYNC（同步）的字段。LIN通訊協(xié)定LIN主站會(huì)依照一個(gè)或是幾個(gè)事先定義的排程表，在LIN網(wǎng)絡(luò)上開始傳送或是接收訊息。排程表中至少會(huì)包括各訊息開始發(fā)送的相對(duì)時(shí)序。LIN頁面由兩部分組成：標(biāo)頭（header）及回應(yīng)（response）。標(biāo)頭是由LIN主站送出，回應(yīng)可能由特定的LIN從站送出，或是由LIN主站本身送出。LIN是用串列的方式傳送資料，一個(gè)字節(jié)中有八個(gè)位元，一個(gè)啟始位元，一個(gè)結(jié)束位元，無同位元檢查（break字段沒有啟始位元及停止位元)。位元率的范圍最慢到1kbit/s，最快到20kbit/s。在網(wǎng)絡(luò)上的資料可以分為隱性(recessive，邏輯上的高準(zhǔn)位)及顯性(dominant，邏輯上的低準(zhǔn)位)其時(shí)間基礎(chǔ)是由LIN主站的穩(wěn)定時(shí)脈來源來決定，最小的單位是1位元時(shí)間（52μs@19.2kbit/s）。LIN協(xié)定上,有列出兩種網(wǎng)絡(luò)上的狀態(tài)：睡眠狀態(tài)及活躍狀態(tài)。在LIN網(wǎng)絡(luò)上有資料時(shí),所有的LIN節(jié)點(diǎn)都進(jìn)入活躍狀態(tài)。在一定時(shí)間的逾時(shí)時(shí)間后，節(jié)點(diǎn)會(huì)進(jìn)入睡眠狀態(tài)，若有喚醒頁框(WAKEUPframe)時(shí)才會(huì)回到活躍狀態(tài)。喚醒頁框可以由網(wǎng)絡(luò)上任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)起，可以是LIN主站依照其內(nèi)部時(shí)程發(fā)起。也可以是LIN從站由其固件所產(chǎn)生。在所有節(jié)點(diǎn)都活躍之后，主站會(huì)繼續(xù)下一個(gè)識(shí)別符的排程。1）標(biāo)頭2）標(biāo)頭（header）包括五部分：3）間隔（BREAK）間隔字段會(huì)活化所有的LIN從站，預(yù)備接收后續(xù)標(biāo)頭的內(nèi)容。其字段包括一個(gè)啟始位元以及數(shù)個(gè)顯性位元，長(zhǎng)度至少是11個(gè)位元時(shí)間，目前使用的標(biāo)準(zhǔn)，其長(zhǎng)度是13個(gè)位元時(shí)間，和基本的資料格式不同。間隔字段是在主時(shí)脈可以和各LIN節(jié)點(diǎn)時(shí)脈不同時(shí)（但差異在一定范圍內(nèi)時(shí)），確保所有接收的LIN節(jié)點(diǎn)可以偵測(cè)到表示開始通訊的間隔字段，這不是標(biāo)準(zhǔn)的資料格式，其數(shù)值均為0。同步（SYNC）同步字段是標(biāo)準(zhǔn)的資料格式字節(jié)，數(shù)值是十六進(jìn)制的0x55（高位元及低位元輪流變化）。使用RC振蕩器的LIN從站可以用一定數(shù)量上升緣及下降緣的時(shí)間差，計(jì)算網(wǎng)站上的位元時(shí)間（主站的timenormal），并且重新計(jì)算內(nèi)部的位元率。字節(jié)間隔（INTERBYTESPACE）字節(jié)間隔是用來調(diào)整網(wǎng)絡(luò)上的jitter，是LIN規(guī)范中可選擇的項(xiàng)目。若啟動(dòng)的話，所有LIN模組都要支援此一機(jī)能。字節(jié)間隔出現(xiàn)在間隔字段和同步字段之間、同步字段和識(shí)別符字段之間、同步字段和識(shí)別符字段之間、酬載（不考慮通訊協(xié)定，實(shí)際要傳輸?shù)馁Y料）字段和檢查碼字段之間。在酬載字段的每一個(gè)字節(jié)之間也要有字節(jié)間隔。識(shí)別符（IDENTIFIER）識(shí)別符定義一個(gè)到多個(gè)LIN從站節(jié)點(diǎn)要進(jìn)行的動(dòng)作。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者需在設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)故障樹的機(jī)能（在一個(gè)頁框時(shí)間內(nèi)，只允許一個(gè)從站傳送資料）。在標(biāo)題中的識(shí)別符會(huì)再加上二位元的檢查位元，即為受保護(hù)的識(shí)別符（PID）。若識(shí)別符讓一個(gè)實(shí)體的LIN從站傳送回應(yīng)資訊，此識(shí)別符稱為Rx識(shí)別符。若識(shí)別符讓LIN主站的從站任務(wù)送出資訊，此識(shí)別符稱為Tx識(shí)別符?；貞?yīng)間隔（RESPONSESPACE）是識(shí)別符字段和LIN回應(yīng)訊息中第一個(gè)字節(jié)之間的間隔時(shí)間。當(dāng)特定的LIN頁框(標(biāo)頭及回應(yīng))由LIN主站傳送完畢，LIN主站會(huì)用完整的回應(yīng)間隔間來計(jì)算何時(shí)要再送出回應(yīng)資料。若回應(yīng)是由另外一個(gè)LIN從站送出，主站及從站點(diǎn)會(huì)在其逾時(shí)時(shí)間的計(jì)算上，各自處理50%的回應(yīng)間隔?；貞?yīng)回應(yīng)是由LIN從站任務(wù)產(chǎn)生（可能是實(shí)體從站，也可能是主站的從站任務(wù)），分為資料及校驗(yàn)和。資料回應(yīng)的從站可以送零個(gè)到八個(gè)字節(jié)到網(wǎng)絡(luò)上，資料數(shù)量由應(yīng)用程序設(shè)計(jì)者決定，對(duì)應(yīng)LIN從站應(yīng)用程序中相關(guān)的資料。檢查碼（CHECKSUM）LIN有二種檢查碼模式，一種檢查碼只包括資料字段（V1.3之前的規(guī)范），另一種也包括識(shí)別符（V2.0之后的規(guī)范)。由應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)者事先定義要用的檢查碼模式。從站節(jié)點(diǎn)位置偵測(cè)試（SNPD）或自動(dòng)定址從站節(jié)點(diǎn)位置偵測(cè)試（Slavenodepositiondetection,SNPD）或自動(dòng)定址（autoaddressing）的技術(shù)可以偵測(cè)LIN網(wǎng)絡(luò)上各從站節(jié)點(diǎn)的位置順序，并給予節(jié)點(diǎn)不重復(fù)的節(jié)點(diǎn)位址（uniquenodeaddress、NAD），好處是可以讓同一類或是類似的設(shè)備可以直接連接到網(wǎng)絡(luò)，不需要另外修改程式限制：所有需要自動(dòng)定址的從站，需要在同一條網(wǎng)絡(luò)線上（若是不需要自動(dòng)定址的標(biāo)準(zhǔn)從站，接線就不受限制）。表17從站節(jié)點(diǎn)位置偵測(cè)試（SNPD）SNPD方法SNPD方法ID公司外部接線菊花鏈（Extrawiredaisychain）0x01恩智浦半導(dǎo)體（以前的菲利浦）總線分流法（Busshuntmethod）0x02ElmosSemiconductor保留0x03還不確定保留0x04還不確定保留0xFF還不確定外部接線菊花鏈外部接線菊花鏈（Extrawiredaisychain，XWDC）的方案中，每一個(gè)從站設(shè)備需要多提供一個(gè)輸入腳D1，以及一個(gè)輸出腳D2。第一個(gè)SNPD節(jié)點(diǎn)的輸入腳D1接到GND，或是接到主站的輸出腳。第一個(gè)SNPD節(jié)點(diǎn)的輸出腳D2，接到第二個(gè)SNPD節(jié)點(diǎn)的輸入腳D1，以及類推。每一個(gè)組態(tài)腳Dx（x=1-2）有以下額外的機(jī)能來進(jìn)行位置偵測(cè)：可以切換的上拉電阻，電阻另一端連接Vbat；下拉到GND；有比較器，電壓準(zhǔn)位是Vbat/2；總線分流法；總線分流法（Busshuntmethod，BSM）的從站設(shè)備中，有二個(gè)LIN節(jié)點(diǎn)；bus_in；bus_out；每一個(gè)節(jié)點(diǎn)需增加以下電路，進(jìn)行位置偵測(cè)的機(jī)能?？梢郧袚Q的上拉電阻。可以切換的，從Vbat提供的2mA電流源。分流電阻；差動(dòng)放大器；類比—數(shù)位轉(zhuǎn)換器；在EP1490772B1及US7091876的專利中，有提到BSM的自動(dòng)定址技術(shù)。1.3.1LIN的優(yōu)點(diǎn)方便使用元件容易取得比CAN或其他的通訊網(wǎng)絡(luò)要便宜減少線束可以讓車輛更可靠網(wǎng)絡(luò)延伸很容易不需通訊協(xié)定的權(quán)利金LIN的目的不是為了完全取代CAN網(wǎng)絡(luò)。不過若價(jià)格是主要考量，較沒有速度及帶寬上的需求時(shí)，LIN是很適合的替代方案。一般來說，LIN會(huì)用在車輛中對(duì)性能或安全性較不要求的子系統(tǒng)，以下是一些例子。1.3.2應(yīng)用表18LIN應(yīng)用的例子應(yīng)用場(chǎng)合LIN應(yīng)用的例子車頂感測(cè)器、光感測(cè)器、光線控制、天窗方向盤巡航控制、刮水器、方向燈、溫濕度控制、收音機(jī)，方向盤鎖座椅座椅調(diào)整馬達(dá)、乘員感測(cè)器、控制面板引擎感測(cè)器、小馬達(dá)、冷卻風(fēng)扇馬達(dá)溫濕度小型馬達(dá)、控制面板門后視鏡、中控ECU、后視鏡開關(guān)、車窗升降器、座椅控制開關(guān)、門鎖照明窗臺(tái)板的RGBLED照明1.3.3位址LIN網(wǎng)絡(luò)中的位址是透過NAD（NodeADdress、節(jié)點(diǎn)位址）來實(shí)現(xiàn)，NAD是PID（protectedidentifier、受保護(hù)識(shí)別碼）的一部分。NAD的值有7位元，其范圍從1到127(0x7F)1.3.4開發(fā)工具在開發(fā)LIN網(wǎng)絡(luò)或是除錯(cuò)時(shí)，硬件訊號(hào)的檢查格外的重要。邏輯分析儀及通訊分析儀可以搜集、分析、解碼通訊訊號(hào)并加以儲(chǔ)存，方便開發(fā)及除錯(cuò)使用。MOST光學(xué)總線系統(tǒng)原理MOST（面向媒體的系統(tǒng)傳輸）是一項(xiàng)由汽車行業(yè)優(yōu)化的高速多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。它可以用于車內(nèi)或車外的應(yīng)用。串行MOST總線使用菊花鏈拓?fù)浠颦h(huán)形拓?fù)浜屯綌?shù)據(jù)通信，通過塑料光纖（POF）（MOST25、MOST150）或電導(dǎo)體（MOST50、MOST150）物理層傳輸音頻、視頻、語音和數(shù)據(jù)信號(hào)。MOST技術(shù)幾乎被用于全球所有的汽車品牌，包括奧迪、寶馬、通用汽車、本田、現(xiàn)代、捷豹、藍(lán)旗亞、路虎、梅賽德斯-奔馳、保時(shí)捷、豐田、大眾、薩博、斯柯達(dá)、SEAT和沃爾沃。SMSC和MOST是標(biāo)準(zhǔn)微系統(tǒng)公司（"SMSC"）的注冊(cè)商標(biāo)，現(xiàn)在由微芯科技擁有。1.4.1通信的原則MOST規(guī)范定義了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，以及數(shù)據(jù)通信的ISO/OSI-Model的所有七個(gè)層。標(biāo)準(zhǔn)化的接口簡(jiǎn)化了MOST協(xié)議在多媒體設(shè)備中的集成。對(duì)于系統(tǒng)開發(fā)者來說，MOST主要是一個(gè)協(xié)議定義。它為用戶提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的接口（API）來訪問設(shè)備功能。通信功能由被稱為MOST網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的驅(qū)動(dòng)軟件提供。MOST網(wǎng)絡(luò)服務(wù)包括基本層系統(tǒng)服務(wù)（第3、4、5層）和應(yīng)用插座服務(wù)（第6層）。它們處理基于物理層的MOST網(wǎng)絡(luò)接口控制器（NIC）和API（第7層）之間的MOST協(xié)議。1.4.2MOST網(wǎng)絡(luò)一個(gè)MOST網(wǎng)絡(luò)能夠在一個(gè)環(huán)形配置中管理多達(dá)64個(gè)MOST設(shè)備。即插即用的功能使MOST設(shè)備很容易被連接和移除。MOST網(wǎng)絡(luò)也可以設(shè)置為虛擬星形網(wǎng)絡(luò)或其他拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。安全關(guān)鍵應(yīng)用使用冗余的雙環(huán)配置。集線器或交換機(jī)也是可能的，但它們?cè)谄囶I(lǐng)域并不完善。在MOST網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)設(shè)備被指定為定時(shí)主站。它的作用是為環(huán)形網(wǎng)絡(luò)持續(xù)提供MOST幀。在幀傳輸開始時(shí)，會(huì)發(fā)送一個(gè)前奏。其他設(shè)備被稱為定時(shí)跟隨者，使用序言進(jìn)行同步?；谕絺鬏?shù)木幋a，允許定時(shí)跟隨者持續(xù)進(jìn)行后同步。1.4.3MOST25MOST25為光物理層上的流媒體（同步）以及封裝（異步）數(shù)據(jù)傳輸提供了大約23兆波特的帶寬。它被分成60個(gè)物理通道。用戶可以選擇和配置通道，將其分為每組四個(gè)字節(jié)。MOST25為物理通道的分配（和取消分配）提供許多服務(wù)和方法。MOST25支持多達(dá)15個(gè)具有CD質(zhì)量的未壓縮立體聲音頻通道或多達(dá)15個(gè)用于音頻/視頻傳輸?shù)腗PEG-1通道，每個(gè)通道使用四個(gè)字節(jié)（四個(gè)物理通道）。MOST還提供一個(gè)用于傳輸控制信息的通道。44.1kHz的系統(tǒng)頻率允許705.6kbit/s的帶寬，使每秒可以傳輸2670條控制信息。控制信息用于配置MOST設(shè)備和配置同步和異步數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)頻率緊跟CD標(biāo)準(zhǔn)。參考數(shù)據(jù)也可以通過控制通道傳輸。一些限制因素將MOST25的有效數(shù)據(jù)傳輸率限制在大約10kB/s。由于協(xié)議的開銷，應(yīng)用程序在分段傳輸時(shí)只能使用32個(gè)字節(jié)中的11個(gè)，一個(gè)MOST節(jié)點(diǎn)在任何時(shí)候都只能使用控制通道帶寬的三分之一。1.4.4MOST50MOST50將MOST25系統(tǒng)的帶寬增加了一倍，幀長(zhǎng)增加到1024比特。MOST25的三個(gè)既定通道（控制信息通道、流媒體數(shù)據(jù)通道、分組數(shù)據(jù)通道）保持不變，但控制通道的長(zhǎng)度以及同步和異步通道之間的分段是靈活的。盡管MOST50被指定為支持光學(xué)和電氣物理層，但現(xiàn)有的MOST50智能網(wǎng)絡(luò)接口控制器（INIC）只支持通過三根銅導(dǎo)線配置進(jìn)行電氣數(shù)據(jù)傳輸；包括一個(gè)非屏蔽雙絞線（UTP）組和一條額外的控制線。額外的控制線以平行的"單一共享總線"配置連接到每個(gè)MOST50網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。在這種配置中，每個(gè)MOST50設(shè)備將包含五個(gè)銅線連接?？刂凭€（用于從主站發(fā)送的信號(hào)）和兩套UTP（每套包含D+D-）。一套用于數(shù)據(jù)輸入（從網(wǎng)絡(luò)環(huán)上的前一個(gè)設(shè)備輸出），另一套用于數(shù)據(jù)輸出到環(huán)上的下一個(gè)設(shè)備。與光纖對(duì)應(yīng)的設(shè)備一樣，任何和所有的網(wǎng)絡(luò)操作都需要關(guān)閉或完成環(huán)路（在始發(fā)設(shè)備處終止）。1.4.5MOST150MOST150于2007年10月推出，提供了一個(gè)物理層來實(shí)現(xiàn)汽車上的以太網(wǎng)。它將幀長(zhǎng)增加到3072比特，大約是MOST25帶寬的6倍。除了MOST其他等級(jí)的三個(gè)既定通道（控制信息通道、流媒體數(shù)據(jù)通道、分組數(shù)據(jù)通道）之外，它還集成了一個(gè)帶寬可調(diào)的以太網(wǎng)通道。MOST150還允許在同步通道上進(jìn)行等時(shí)傳輸。盡管同步數(shù)據(jù)的傳輸需要MOST幀率所規(guī)定的頻率以外的頻率，但用MOST150也可以實(shí)現(xiàn)。MOST150的先進(jìn)功能和增強(qiáng)的帶寬將使多路網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施能夠在整個(gè)汽車中傳輸所有形式的信息娛樂數(shù)據(jù)，包括視頻。物理層數(shù)年來，光傳輸層已被廣泛用于汽車應(yīng)用中。它使用核心直徑為1毫米的塑料光纖（POF）作為傳輸介質(zhì)，與紅色波長(zhǎng)范圍內(nèi)的發(fā)光二極管（LED）相結(jié)合作為發(fā)射器。MOST25只使用一個(gè)光學(xué)物理層。MOST50和MOST150同時(shí)支持光學(xué)和電氣物理層。1.4.6POF的主要優(yōu)點(diǎn)。高數(shù)據(jù)率傳輸與屏蔽的電氣數(shù)據(jù)線相比，更輕，更靈活符合嚴(yán)格的EMC要求不會(huì)造成任何干擾輻射對(duì)電磁干擾輻照不敏感1.4.7MOST合作組織MOST合作組織成立于1998年，是由汽車制造商、設(shè)備制造商、系統(tǒng)架構(gòu)師和關(guān)鍵部件供應(yīng)商組成的伙伴關(guān)系。他們的目標(biāo)是定義和采用一個(gè)共同的多媒體網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和應(yīng)用對(duì)象模型。作為他們努力的結(jié)果，MOST技術(shù)已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)當(dāng)前和未來汽車多媒體網(wǎng)絡(luò)要求的全球標(biāo)準(zhǔn)[2]。1.4.8基礎(chǔ)設(shè)施多年來，MOST合作組織已經(jīng)發(fā)布了MOST總線的規(guī)格。然而，這些規(guī)范并不包括數(shù)據(jù)鏈路層的細(xì)節(jié)。2008年3月，SMSC（原OASISSiliconSystems）--第一個(gè)MOST網(wǎng)卡的發(fā)明者--和Harman/Becker宣布，他們將在收取版稅的基礎(chǔ)上向其他半導(dǎo)體公司開放并授權(quán)其專有的數(shù)據(jù)鏈路層知識(shí)產(chǎn)權(quán)。目前，MOST芯片解決方案可從SMSC、AnalogDevices和一些FPGA核心公司獲得。開發(fā)工具由K2L、RuetzSystemSolutions、SMSC、VectorInformatikGmbH和TelemotiveAG提供。1.4.9競(jìng)爭(zhēng)性標(biāo)準(zhǔn)BroadR-Reach已經(jīng)占據(jù)了信息娛樂系統(tǒng)的汽車通信總線網(wǎng)絡(luò)的一大塊。首先是100Mbit/s，然后是1Gbit/s，現(xiàn)在是10Gbit/s的域控制器主干鏈路。IEEE1355有一個(gè)切片（網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)和速度的組合）TS-FO-02，用于以200兆比特/秒運(yùn)行的聚合物光纖。該規(guī)范比MOST更快，經(jīng)過良好的測(cè)試，并且是開放的。然而，它缺乏行業(yè)倡導(dǎo)者。以太網(wǎng)更標(biāo)準(zhǔn)，速度更高，同樣具有抗噪音能力，是差分的，并通過變壓器隔離。然而Cat5電纜對(duì)于汽車應(yīng)用來說可能太昂貴了。另外，標(biāo)準(zhǔn)的Cat-5插頭不能抵抗振動(dòng)。薄薄的金層很快就會(huì)被磨掉，然后腐蝕導(dǎo)致故障。存在堅(jiān)固的"標(biāo)準(zhǔn)"連接器，它能使連接器保持穩(wěn)定，但價(jià)格更貴。[3]由于CAT5的限制，光纖以太網(wǎng)似乎是一個(gè)可能的解決方案，但以太網(wǎng)是異步的，而MOST是同步的。CAN（控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）、LIN（本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)）和其他汽車OBD標(biāo)準(zhǔn)都不適合，因?yàn)樗鼈兊乃俣忍?，無法傳輸視頻。FlexRay，也是一個(gè)汽車總線標(biāo)準(zhǔn)，雖然比CAN快，但用于時(shí)間關(guān)鍵的應(yīng)用，如線上驅(qū)動(dòng)而不是媒體。FlexRay總線原理FlexRay是一個(gè)由FlexRay聯(lián)盟開發(fā)的汽車網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，用于管理車載計(jì)算。它被設(shè)計(jì)為比CAN和TTP更快、更可靠，但它也更昂貴。FlexRay聯(lián)盟于2009年解散，但FlexRay標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在是一套ISO標(biāo)準(zhǔn)，即ISO17458-1至17458-5。FlexRay是一種通信總線，旨在確保高數(shù)據(jù)率、容錯(cuò)、按時(shí)間周期運(yùn)行，分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)段，用于事件觸發(fā)和時(shí)間觸發(fā)的通信。1.5.1特點(diǎn)FlexRay支持高達(dá)10Mbit/s的數(shù)據(jù)速率，明確支持星形和"PartyLine"總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并且可以有兩個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)通道用于容錯(cuò)（如果一個(gè)通道不能工作，通信可以在降低帶寬的情況下繼續(xù)進(jìn)行）。總線在一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)運(yùn)行，分為兩部分：靜態(tài)段和動(dòng)態(tài)段。靜態(tài)段被預(yù)先分配到各個(gè)通信類型的片斷中，提供比其前身CAN更強(qiáng)的確定性。動(dòng)態(tài)段的操作更像CAN，節(jié)點(diǎn)在可用時(shí)對(duì)總線進(jìn)行控制，允許事件觸發(fā)的行為。1.5.2聯(lián)合成員FlexRay聯(lián)盟是由以下核心成員組成的。-飛思卡爾半導(dǎo)體公司-羅伯特-博世公司-恩智浦半導(dǎo)體-寶馬公司-大眾汽車公司-戴姆勒公司-通用汽車公司FlexRay聯(lián)盟還有高級(jí)準(zhǔn)成員和準(zhǔn)成員。到2009年9月，共有28個(gè)高級(jí)準(zhǔn)會(huì)員和60多個(gè)準(zhǔn)會(huì)員。2009年底，該聯(lián)盟解散了。1.5.3商業(yè)部署第一輛采用FlexRay的量產(chǎn)車是在2006年底在寶馬X5（E70）上，[4]實(shí)現(xiàn)了新的快速自適應(yīng)減震系統(tǒng)。2008年，在新的寶馬7系（F01）中全面采用了FlexRay。車輛-奧迪A4（B9）（2015-）。-奧迪A5（F5）（2016-）。-奧迪A6（C7）（2011-2018）。-奧迪A7-奧迪A8（D4）（2010-2017）。-奧迪Q7(2015-)-奧迪TTMk3(2014-)-奧迪R8(2015-)-賓利飛馳(2013-2019)-賓利慕尚（2010-）。-寶馬X5（E70）（2006-2013）。-寶馬X6(E71)(2008-2014)。-寶馬1系-寶馬3系-寶馬5系（2009-2017）。-寶馬6系（2011-2018）。-寶馬7系(2008-2015)。-蘭博基尼Huracán-梅賽德斯-奔馳S級(jí)車（W222）（2013-2020）。-梅賽德斯-奔馳S級(jí)車（C217）（2014-2020）。-梅賽德斯-奔馳E級(jí)車（W212）（2013-2016）。-梅賽德斯-奔馳C級(jí)車(W205)-勞斯萊斯幽靈（2009-）。-路虎-沃爾沃XC90（2015-）。1.5.4時(shí)鐘FlexRay系統(tǒng)由一個(gè)總線和ECU（電子控制單元）組成。每個(gè)ECU都有一個(gè)獨(dú)立的時(shí)鐘。時(shí)鐘漂移必須不超過參考時(shí)鐘的0.15%，因此系統(tǒng)中最慢的時(shí)鐘和最快的時(shí)鐘之間的差異不超過0.3%。這意味著，如果ECU-s是一個(gè)發(fā)送器，ECU-r是一個(gè)接收器，那么發(fā)送器的每300個(gè)周期就會(huì)有299到301個(gè)周期