【正文】 號。 當(dāng)建立連接時 ， 與連接相關(guān)的傳送會被分配一個連接 ID（ CID） 。 (3) 面向連接的服務(wù)：使用軟件實現(xiàn)虛擬的連接，與其他任何子層都沒有關(guān)系。這種服務(wù)的典型例子是郵寄系統(tǒng)。 ? 總線仲裁機制： CSMA/NBA（帶非破壞性逐位仲裁的載波偵聽多址訪問），即 CAN的仲裁機制 ? 錯誤診斷和故障界定機制：同 CAN。 ? DeviceNet應(yīng)該一點接地。 DeviceNet連接器 DeviceNet的物理層 —傳輸介質(zhì) ? 設(shè)備分接頭：設(shè)備直接通過端子或通過支線連接到網(wǎng)絡(luò)。總線支持有源和無源設(shè)備，對有源設(shè)備提供專門設(shè)計的光隔離收發(fā)器。線纜包括粗纜（干線）、細纜（支線）。在 U+電壓高達 18V時不會造成永久損害。 源節(jié)點地址 目的節(jié)點地址 數(shù)據(jù) 校驗 標(biāo)識符 數(shù)據(jù) 校驗 DeviceNet技術(shù)概述 ? DeviceNet的通信模型： DeviceNet的物理層 —媒體訪問單元 媒體訪問單元包括收發(fā)器、連接器、誤接線保護電路、穩(wěn)壓器和光隔離器。 DeviceNet技術(shù)概述 ? 物理 /介質(zhì)特性 1. 主干線 —分支線結(jié)構(gòu)； 2. 最多支持 64個節(jié)點； 3. 無需中斷網(wǎng)絡(luò)即可解除節(jié)點； 4. 同時支持網(wǎng)絡(luò)供電（傳感器）及自供電（執(zhí)行器）設(shè)備； 5. 使用密封式或開放式連接器； 6. 接線錯誤保護； 7. 數(shù)據(jù)波特率可選 12 250、 500kbps； 8. 標(biāo)準(zhǔn)電源插頭，電源最大容量可達 16A； 9. 內(nèi)臵式過載保護。 CAN總線系統(tǒng)智能節(jié)點硬件設(shè)計 DeviceNet簡介 DeviceNet技術(shù)概述 如圖，在Rockwell提出的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，DeviceNet處于最底層，即設(shè)備層。 CAN收發(fā)器 82C250 ? PCA82C250收發(fā)器的典型應(yīng)用如圖。雖然短路出現(xiàn)時功耗增加但不至于損壞器件。 ? 因為有位填充規(guī)則，所以可用于再同步的邊沿在一定時間內(nèi)總會出現(xiàn)。 ? 節(jié)點的 3種故障狀態(tài) ：①錯誤主動，②錯誤被動，③總線關(guān)閉 ? 正常情況下節(jié)點是 “ 錯誤主動 ” 站 ，此類站檢測到錯誤時發(fā)送主動錯誤標(biāo)志 ? 出現(xiàn)錯誤較多的節(jié)點轉(zhuǎn)為 “ 錯誤被動 ” 站 ，此類站檢測到錯誤時只能發(fā)被動錯誤標(biāo)志 ? 出現(xiàn)太多錯誤時節(jié)點轉(zhuǎn)為 “ 總線關(guān)閉 ” 狀態(tài) ，此時節(jié)點不可對總線有任何影響（例如關(guān)閉輸出驅(qū)動器） 錯誤類型和界定 ? 為了界定故障，在每個節(jié)點中都有兩種計數(shù) ——發(fā)送錯誤計數(shù)和接收錯誤計數(shù)，按照以下規(guī)則計數(shù)： (1)接收器檢出錯誤時，接收錯誤計數(shù)器加 1 (2)接收器在送出錯誤標(biāo)志后第一位檢出一個顯位，接收錯誤計數(shù)器加 8 (3)發(fā)送器送出一個錯誤標(biāo)志時，發(fā)送錯誤計數(shù)器加 8 (4)送出一個錯誤標(biāo)志或過載標(biāo)志時檢測到位錯誤，發(fā)送錯誤計數(shù)器加 8 (5)報文成功發(fā)送后發(fā)送錯誤計數(shù)器減 1 錯誤類型和界定 (6) 報文成功接收后接收錯誤計數(shù)器減 1，但若其127則將其臵為 119到 127之間某數(shù) (7) 發(fā)送錯誤計數(shù)器 127或接收錯誤計數(shù)器 127，節(jié)點臵 “ 錯誤被動 ” 狀態(tài) (8) 發(fā)送錯誤計數(shù)器 255，節(jié)點臵 “ 總線關(guān)閉 ” 狀態(tài) (9) 兩個計數(shù)器均小于等于 127，錯誤被動節(jié)點臵為錯誤主動節(jié)點 (10)在檢測到總線上連續(xù) 11個隱位發(fā)生 128次后，總線關(guān)閉節(jié)點變?yōu)殄e誤主動節(jié)點且兩個計數(shù)器清 0 位定時與同步 ? 一個標(biāo)稱的位時間分為：同步段、傳播段、相位緩沖段 相位緩沖段 2。此時，總線是開放的，任何站可隨時發(fā)送。過載標(biāo)志發(fā)送后，站就監(jiān)視總線直到發(fā)現(xiàn)從顯位到隱位的跳變，然后發(fā)送其余 7個隱性位。從那時開始，等待 6個相同極性的位，一旦等到，被動錯誤標(biāo)志就算完成 ? 錯誤界定符 包括 8個隱性位。 遠程幀 ? 需要數(shù)據(jù)的節(jié)點可以發(fā)送遠程幀請求另一節(jié)點發(fā)送相應(yīng)數(shù)據(jù)幀 ? 遠程幀的 RTR位是隱性的，它沒有數(shù)據(jù)場，所以數(shù)據(jù)長度碼沒有意義。 保留位 控制場 數(shù)據(jù)場或CRC場 數(shù)據(jù)長度碼 仲裁場 IDE/r1 r0 DLC3 DLC2 DLC1 DLC0 數(shù)據(jù)幀的標(biāo)準(zhǔn)格式和擴展格式 ? 應(yīng)答場 為 2位，包括應(yīng)答間隙和應(yīng)答界定符，不進行位填充。 IDE位在擴展格式中位于仲裁場而在標(biāo)準(zhǔn)格式中位于控制場。數(shù)據(jù)場長度可為 0 ? ? 為了設(shè)計簡單，可以對標(biāo)準(zhǔn)格式執(zhí)行部分擴展，不一定要完全擴展 ? 可以用整個標(biāo)識符進行報文濾波，也可以把標(biāo)識符屏蔽一部分進行報文濾波 仲裁場 控制場 數(shù)據(jù)場 CRC場 幀間空間 幀結(jié)束 幀起始 ACK場 幀間空間 數(shù)據(jù)幀 數(shù)據(jù)幀的標(biāo)準(zhǔn)格式和擴展格式 ? 標(biāo)準(zhǔn)格式 ? 擴展格式 仲裁場 控制場 數(shù)據(jù)場 11位標(biāo)識符 SOF RTR IDE r0 DLC 仲裁場 控制場 數(shù)據(jù)場 11位標(biāo)識符 SOF RTR IDE DLC 18位標(biāo)識符 r1 r0 SRR 數(shù)據(jù)幀的標(biāo)準(zhǔn)格式和擴展格式 ? 幀起始（ SOF） 僅由一顯位構(gòu)成。 基本概念 ? 位速率 在一個給定的 CAN系統(tǒng)里，位速率是唯一且固定的 ? 遠程數(shù)據(jù)請求 通過發(fā)送遠程幀，需要數(shù)據(jù)的節(jié)點可以請求另一節(jié)點發(fā)送相應(yīng)數(shù)據(jù)幀 ? 仲裁 當(dāng)總線開放時任何單元均可開始發(fā)送報文，運用非破壞性逐位仲裁規(guī)則解決潛在沖突：在標(biāo)識符（仲裁區(qū)）發(fā)送期間，每個發(fā)送器都監(jiān)視總線上當(dāng)前的電平，并與它發(fā)送的電平進行比較，如果相等則繼續(xù)發(fā)送，如果發(fā)送一個隱性位（ 1）而檢測到的是一個顯位（ 0），那么此節(jié)點失去仲裁，立即停止后續(xù)位的發(fā)送。 CAN總線上兩個節(jié)點間的最大距離 速率 kbps 1000 500 250 125 100 距離 m 40 130 270 530 620 速率 kbps 50 20 10 5 距離 m 1300 3300 6700 10000 CAN技術(shù)規(guī)范 ? 1991年 9月 BOSCH公司發(fā)布了 CAN技術(shù)規(guī)范 ，該技術(shù)規(guī)范包括 A和 B兩部分。 ? 通信介質(zhì)選擇靈活（雙絞線、同軸電纜或光纖） ? 錯誤嚴(yán)重情況下自動關(guān)閉輸出，保證不影響總線上其他節(jié)點通信。優(yōu)先級最高的報文保證 134us內(nèi)得到傳輸。 ? DviceNet自 2023年被確立為中國國家標(biāo)準(zhǔn)以來，已在冶金、電力、水處理、乳品飲料、煙草、水泥、石化、礦山等各個行業(yè)得到成功應(yīng)用，其低成本和高可靠性已經(jīng)得到廣泛認同。 ? 但是轎車上基于 CAN的控制網(wǎng)絡(luò)至今仍是各大公司自成系統(tǒng)，沒有一個統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 CAN的發(fā)展概況 ? 1992年， CIA（ CAN in Automation）用戶組織成立，之后制定了第一個 CAN應(yīng)用層 “ CAL”。 CAN的發(fā)展概況 ? 20世紀(jì) 80年代， Bosch的工程人員開始研究用于汽車的串行總線系統(tǒng)，因為當(dāng)時還沒有一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議能完全滿足汽車工程的要求。 ? 為了滿足汽車內(nèi)部信息交換量急劇增加的要求，有必要使用一種實現(xiàn)多路傳輸方式的車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。同時各個系統(tǒng)之間也互相連接，進行著越來越多的數(shù)據(jù)交換。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 曙光電子 第 5章、 CAN總線通信技術(shù) 概述 CAN的發(fā)展概況 ? 現(xiàn)代社會對汽車的要求不斷提高，這些要求包括：極高的主動安全性和被動安全性；乘坐的舒適性；駕駛與使用的便捷和人性化；尤其是低排放和低油耗的要求等。 CAN的發(fā)展概況 ? 這些系統(tǒng)由多個電控單元相互連接而成，可分為控制器、傳感器、執(zhí)行器等。 CAN的發(fā)展概況 ? 由于線束和插接器的數(shù)量不斷增加，整車電子系統(tǒng)的復(fù)雜程度愈來愈高，其可靠性將難以保證，故障率會提高，維修會更加困難。另外考慮到成本因素，要求其控制接口結(jié)構(gòu)簡單，易于配臵。 ? 1993年， CAN的國際標(biāo)準(zhǔn) ISO11898公布 ? 從此 CAN 協(xié)議被廣泛的用于各類自動化控制領(lǐng)域。 ? 到今天，幾乎每一輛歐洲生產(chǎn)的轎車上都有 CAN；高級客車上有兩套 CAN，通過網(wǎng)關(guān)互聯(lián)； 1999年一年就有近 6千萬個 CAN控制器投入使用； 2023年銷售 1億多 CAN的芯片； 2023年用在汽車上的CAN節(jié)點數(shù)目超過 1億個 。購買者將得到無限制的、真正免費的開發(fā) DeviceNet產(chǎn)品的授權(quán)。 ? 報文以標(biāo)識符分為不同的優(yōu)先級，可滿足不同的實時性要求。 ? 速率最高可達 1Mbps，最遠可達 10km ? 節(jié)點數(shù)可達 110個，標(biāo)識符幾乎不受限制 CAN的性能特點 ? 短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時間短，受干擾概率低，適于工業(yè)環(huán)境 ? 每幀信息都采用 CRC校驗及其他檢錯措施，數(shù)據(jù)出錯率極低。 位數(shù)值表示和通信距離 ? “顯性 ” 位 0和 “ 隱性 ” 位 1 ? 若總線上有兩個以上驅(qū)動器同時分別發(fā)送 “ 0”和“ 1”，其結(jié)果是總線數(shù)值為顯性 “ 0” 。所以我們介紹 。（錯誤幀和