CAN總線協(xié)議的特點(diǎn)總結(jié)
相信大家通過一系列的CAN總線協(xié)議文章,對(duì)這個(gè)總線協(xié)議也有了一定的了解了?,F(xiàn)在我們來對(duì)這個(gè)協(xié)議進(jìn)行一下總結(jié)。首先還是讓我們來了解一下CAN總線協(xié)議的CAN總線協(xié)議的位定時(shí)要求,之后我們在對(duì)CAN總線協(xié)議的特點(diǎn)進(jìn)行一下分析。
CAN總線協(xié)議的位定時(shí)要求
標(biāo)稱位速率是指理想發(fā)送器在沒有重新同步的情況下每秒發(fā)送的位數(shù)量。標(biāo)稱位速率的倒數(shù)即為標(biāo)稱位時(shí)間。不同的CAN系統(tǒng)中,CAN的位速率不同。但在一個(gè)給定的CAN系統(tǒng)中,位速率是一定的,其最大值受所選用的CAN控制器類型、收發(fā)器和物理介質(zhì)等因素的影響,可在一定范圍內(nèi)自由設(shè)定。CAN總線的數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)1Mbit/s,通常用石英晶體振蕩器作為時(shí)鐘發(fā)生器,可以獨(dú)立地進(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。
可以把標(biāo)稱位時(shí)間劃分成為幾個(gè)不重疊的時(shí)間片段,它們是同步段、傳播段、相位緩沖段1和相位緩沖段2。
CAN總線特點(diǎn)的分析
CAN總線通信接口集成了CAN總線協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能,可完成對(duì)通信數(shù)據(jù)的成幀處理。CAN總線的一個(gè)最大特點(diǎn)是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼,而代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼。數(shù)據(jù)幀的標(biāo)識(shí)碼可由11位或29位組成,CAN2.0B規(guī)定在標(biāo)識(shí)符的前7位不能同時(shí)為邏輯零,這種按數(shù)據(jù)幀編碼的方式,還可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)段長度最多為8字節(jié),可滿足通常工業(yè)領(lǐng)域中控制命令、工作狀態(tài)及測試數(shù)據(jù)的一般要求。同時(shí),8字節(jié)不會(huì)占用過長的總線時(shí)間,從而保證了通信的實(shí)時(shí)性。CAN總線協(xié)議采用CRC,并可提供相應(yīng)的錯(cuò)誤處理功能,保證數(shù)據(jù)通信的可靠性。CAN具有以下特性:
1)CAN為多主方式工作,不分主從,通信方式靈活,通過報(bào)文標(biāo)識(shí)符通信,無需站地址等節(jié)點(diǎn)信息;
2)CAN上的節(jié)點(diǎn)信息分成不同的優(yōu)先級(jí),可滿足不同的實(shí)時(shí)要求;
3)CAN采用非破壞性總線仲裁技術(shù),當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送信息時(shí),優(yōu)先級(jí)較低的節(jié)點(diǎn)會(huì)主動(dòng)地退出發(fā)送,而最高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù),從而大大節(jié)省了總線沖突仲裁時(shí)間。尤其是在網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷很重的情況下,也不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓情況;
4)CAN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的數(shù)據(jù)傳送與接收,無需專門的“調(diào)度”;
5)CAN的直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km;
6)CAN上的節(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)204.8種(CAN2.0A),而CAN2.0B的報(bào)文標(biāo)識(shí)符幾乎不受限制;
7)CAN總線協(xié)議采用短幀結(jié)構(gòu),傳輸時(shí)間短,受干擾概率低,具有極好的檢錯(cuò)效果。CAN的每幀信息都有CRC及其他檢錯(cuò)措施,降低了數(shù)據(jù)出錯(cuò)概率。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;
8)cAN的通信介質(zhì)可為雙絞線、同軸電纜或光纖,選擇靈活。
CAN總線在汽車電子系統(tǒng)中已得到廣泛應(yīng)用,成為歐洲汽車制造業(yè)的主體行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),代表著汽車電子控制網(wǎng)絡(luò)的主流發(fā)展趨勢?,F(xiàn)代汽車越來越多地采用電子裝置控制,例如發(fā)動(dòng)機(jī)的定時(shí)注油控制,加速、制動(dòng)控制及防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)等。世界上很多著名的汽車制造廠商,如Volkswagen(大眾)、Benz(奔馳)、BMW(寶馬)、Porsche(保時(shí)捷)、Rolls.Royce(勞斯萊斯)、Jaguar(美洲豹)等公司都已經(jīng)采用CAN總線來實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信。