CAN总线协议及概念

点进行标注。这样的报文将失效,并自动进行重发送。如果不存在新的错误,从检出错误到下一个报文开始发送的恢复实践最多为29个位时间。

(10),故障界定:CAN节点又能力识别永久性的故障和暂时扰动,可自动关闭故障节点。

(11),连接:CAN串行通信链路是一条众多单元均可被连接的总线,理论上单元数目是无限的,实际上,单元总数受限于延迟时间和总线的电器负载。

(12),应答:所有接收器均对接收报文的相容性进行检查,回答一个相容的报文,并标注一个不相容的报文。

2,CAN的特点:属于串行通信网络

(1),通信方式灵活。多主从方式工作,网络上任何节点均可以在任何时刻主动的向其他节点发送信息,不分主从。无需站地址等节点信息。可以构成多机备份系统。

(2),CAN网络上的节点信息分成不同的优先级,可以满足不同的实时要求。

(3),CAN采取非破坏性的总线仲裁技术,多个节点同时发送信息时,优先级低的节点会主动退出发送。

(4),CAN只需通过报文滤波就可以实现点对点,1点对多点及全局广播等几种方式传送接收,无需调度。

(5),CAN的直接通信距离最远可达10KM(5Kb/s),通信速率最高可达1Mb/s(40M)。

(6),CAN上的节点数目前可达110个;报文标示符可达2032种(CAN2.0A ),而CAN2.0B报文标示符几乎不受限制。

(7),CAN通信采用短帧格式,传输时间短,抗干扰强,极好的验错效果,每帧最多8B足以满足控制要求,不会占用过长总线时间,实时性强。

(8),CAN每帧都有CRC校验及其他验错措施。

(9),接口中集成了CAN总线协议的物理层和数据链路层。

(10),CAN的通信介质可为双绞线或同轴电缆,光纤。

(11),CAN节点在错误严重情况下具有自动关闭输出功能。

3,CAN总线协议基本规则:

(1),总线访问:采用载波监听多路访问,CAN控制器之恩能够在总线空闲时,就是节点侦听到网络上至少存在3个空闲位(隐性位)时开始发送,采用硬同步,所有的控制器同步都为与帧的起始的前沿。过了一定时间,并在一定条件后,重同步。

(2),仲裁:各节点向总线发电平时,也对总线上电平进行读取,并于自身发送的电平进行比较,相同则发下一位,直至全部发完。不同则说明网络上有更高优先级的信息帧正在发送,即停止发送,退出竞争。

(3),编码/解码:帧起始域,仲裁域,控制域,数据域和CRC序列均使用位填充技术进行编码,就是5个连续的同状态电平插入一位与它相补的电平,还原时每5个同状态的电平后的相补电平被删除。

(4),出错标注:当检测到位错误,填充错误,形式错误或应答错误时,检测出错条件的CAN控制器将发送一个出错标志。

(5),超载标注,一些控制器会发送一个或多个超载帧以延迟下一个数据帧或远程帧的发送。

相关组织

依据国际标准化组织／开放系统互连(International Standardi-zation Organization／Open SystemInterconnection，ISO／OSI)参考模型，CAN的ISO／OSI参考模型的层结构如图7-6所示。

概念和特征

下面对CAN协议的媒体访问控制子层的一些概念和特征做如下说明：

(1)报文(Message)总线上的报文以不同报文格式发送，但长度受到限制。当总线空闲时，任何一个网络上的节点都可以发送报文。

(2)信息路由(Information Routing)在CAN中，节点不使用任何关于系统配置的报文，比如站地址，由接收节点根据报文本身特征判断是否接收这帧信息。因此系统扩展时，不用对应用层以及任何节点的软件和硬件作改变，可以直接在CAN中增加节点。

(3)标识符(Identifier)要传送的报文有特征标识符(是数据帧和远程帧的一个域)，它给出的不是目标节点地址，而是这个报文本身的特征。信息以广播方式在网络上发送，所有节点都可以接收到。节点通过标识符判定是否接收这帧信息。

(4)数据一致性应确保报文在CAN里同时被所有节点接收或同时不接收，这是配合错误处理和再同步功能实现的。

(5)位传输速率不同的CAN系统速度不同，但在一个给定的系统里，位传输速率是唯一的，并且是固定的。

(6)优先权 由发送数据的报文中的标识符决定报文占用总线的优先权。标识符越小，优先权越高。

(7)远程数据请求(Remote Data Request)通过发送远程帧，需要数据的节点请求另一节点发送相应的数据。回应节点传送的数据帧与请求数据的远程帧由相同的标识符命名。

(8)仲裁(Arbitration)只要总线空闲，任何节点都可以向总线发送报文。如果有两个或两个以上的节点同时发送报文，就会引起总线访问碰撞。通过使用标识符的逐位仲裁可以解决这个碰撞。仲裁的机制确保了报文和时间均不损失。当具有相同标识符的数据帧和远程帧同时发送时，数据帧优先于远程郑在仲裁期间，每一个发送器都对发送位的电平与被监控的总线电平进行比较。如果电平相同，