CAN技術規范簡介

      

 

 

CAN技術規范的目的是為了在任何兩個CAN儀器之間建立兼容性,可是,兼容性有不同的方面,比如電氣特性和數據轉換的解釋。控制器局域網(CAN)為串行通信協議,能有效支持很高**級別的分布實時控制。CAN的應用范圍很廣,從高速的網絡到低價位的多路接線都可以使用CAN,在汽車電子行業里,使用CAN連接發動機控制單元,傳感器,防剎車系統等等。其傳輸速度可以達到1M/S

CAN技術規范的目的是為了在任何兩個CAN儀器之間建立兼容性,可是,兼容性有不同的方面,比如電氣特性和數據轉換的解釋。

為了達到設計透明度以及實現柔韌性,CAN被細分為以下不同的層次:

1CAN對象層(TheObject Layer

2CAN傳輸層(THE TransferLayer

3、物理層(The Physical Layer

對象層和傳輸層包括所有由ISO/OSI模型定義的數據鏈路層的服務和功能。對象層的作用范圍包括:

1、查找被發送的報文

2、確定由實際要使用的傳輸層接受哪一個報文

3、為應用層提供相關硬件的接口。

在這里,定義對象處理較為靈活,傳輸層的作用主要是傳送規則,也就是控制楨結構、執行仲裁、錯誤監測、出錯標定、故障界定。總線上什么時候開始發送新報文以及什么時候接受,均在傳輸層界定。位定時地一些普通功能也可以看作是傳輸層的一部分。現在的分層方法是把這兩層看著同一層。物理層的作用是在不同的節點之間根據電氣特性進行位信息的實際傳輸。當然,在同一網絡內,物理層對于所有的節點必須是相同的

CAN的基本概念

1、報文    

總線上的信息以不同格式的報文發送,但長度有限制。當總線開放時,任何連接的單元均可開始發送一個新報文。

2、信息路由

CAN系統中,一個CAN節點不使用有關系統結構的任何信息(如站地址)。這時包含如下重要概念:

系統靈活性----節點可在不要求所有節點及其應用層改變任何軟件和硬件的情況下,被接于CAN網絡。

報文通信----一個報文的內容由其標識符ID命名。ID并不指出報文的目的,但描述數據的含義,以便網絡中的所有節點有可能借助報文濾波決定該數據是否使它們激活。

成組----由于采用了報文濾波,所有節點均可接受報文,并同時被相同的報文激活。

數據相容性----CAN網絡中,可以確保報文同時被所有節點或者沒有節點接受,因此,系統的數據相容性是借助于成組和出

錯處理達到的。

3、位數率

CAN的數據在不同的系統中是不同的,而在一個給定的系統中,此速率是惟一的,并且是固定的。

4、優先權

在總線訪問期間,標識符定義了一個報文靜態的優先權。

5、遠程數據請求

通過發送一個遠程楨,需要數據的節點可以請求另一個節點發送一個相應的數據楨,該數據楨與對應的遠程楨以相同的標識符ID命名。

6、多主站

當總線開放時,任何單元均可以發送數據,發送具有*高優先權的單元,以贏得總線訪問權。

7、仲裁

當總線開放時,任何單元均可以發送數據,若同時有兩個或更多的單元開始發送,總線訪問沖突運用逐位仲裁規則,借助標識符ID解決。CAN總線以報文為單位進行數據傳送,報文的優先級結合在11位標識符中,具有*低二進制數的標識符有*高的優先級。這種優先級一旦在系統設計時被確立后就不能再被更改。總線讀取中的沖突可通過位仲裁解決。如圖2所示,當幾個站同時發送報文時,1的報文標識符為011111;2的報文標識符為0100110;3的報文標識符為0100111。所有標識符都有相同的兩位01,直到第3位進行比較時,1的報文被丟掉,因為它的第3位為高,而其它兩個站的報文第3位為低。站2和站3報文的456位相同,直到第7位時,3的報文才被丟失。注意,總線中的信號持續跟蹤*后獲得總線讀取權的站的報文。在此例中,2的報文被跟蹤。這種非破壞性位仲裁方法的優點在于,在網絡*終確定哪一個站的報文被傳送以前,報文的起始部分已經在網絡上傳送了。所有未獲得總線讀取權的站都成為具有*高優先權報文的接收站,并且不會在總線再次空閑前發送報文。

報文傳送和楨結構

在發送器進行數據傳輸時,發出報文的單元稱為該報文的發送器。該單元在總線空閑或丟失仲裁前恒為發送器。如果一個單元不是發送器,并且總線不處于空閑狀態,則該單元為接受器。楨由楨起始、仲裁場、控制場、數據場和CRC序列構成。

CAN中,主要有以下幾種數據楨。數據楨,遠程楨,出錯楨,超載楨。

數據幀用于各個節點之間傳送數據和命令。由7個不同的場組成:幀起始、仲裁場、控制場、數據場、CRC校驗場、應答場和幀結束。

遠程幀是在網絡上的接收節點需要尋址數據源時才向總線發出的。遠程幀與數據幀在格式上相似,不同之處僅是RTR被置高、數據長度碼無效及無數據場。出錯指示幀是當網絡上的接收節點檢測到總線上報文出錯時向總線發出的一組錯誤指示信息,通知發送方當前報文未被正確接收,重新發送當前報文超載幀用于通知網絡上的節點目前接收節點正忙或總線正忙,請各節點暫緩發送。

CAN的高層協議

CAN的高層協議(也可理解為應用層協議)是一種在現有的底層協議(物理層和數據鏈路層)之上實現的協議。高層協議是在CAN規范的基礎上發展起來的應用層。許多系統(像汽車工業)中,可以特別制定一個合適的應用層,但對于許多的行業來說,這種方法是不經濟的。一些組織已經研究并開放了應用層標準,以使系統的綜合應用變得十分容易。一些可使用的CAN高層協議有:

CiA CAL協議

CiA CANOpen協議

ODVA DeviceNet 協議

Honeywell SDS 協議

Kvaser CANKingdom協議

標準格式CAN和擴展格式CAN

標準CAN的標志符長度是11位,而擴展格式CAN的標志符長度可達29位。CAN 協議的2.0A版本規定CAN控制器必須有一個11位的標志符。同時,在2.0B版本中規定,CAN控制器的標志符長度可以是11位或29位。遵循CAN2.0B協議的CAN控制器可以發送和接收11位標識符的標準格式報文或29位標識符的擴展格式報文。如果禁止CAN2.0B,CAN控制器只能發送和接收11位標識符的標準格式報文,而忽略擴展格式的報文結構,但不會出現錯誤。

目前,CAN總線應用研究還在不斷深入,隨著CAN總線的國際標準化,具有優先權和仲裁功能,通信速率高,可靠性和實時性好,連接方便和性能價格比高等優點的CAN網絡將會得到迅速的發展和應用。

 

產品搜索
聯系方式
深圳市邁緯汽車電子有限公司
聯 系 人:
卿先生
聯繫電話:
0755-83177715/83224049
info@maiweitek.com
傳真電話:
0755-82770505

產品目錄
Copyright@ 2003-2025  深圳市邁緯汽車電子有限公司版權所有