【正文】 適 / Infotainment數(shù)據(jù)總線(xiàn)是不同的數(shù)據(jù)總線(xiàn)系統(tǒng)，它們之間只能通過(guò)所謂網(wǎng)關(guān)相連。 提示！ 1 2 3 基本術(shù)語(yǔ) CAN的報(bào)文及結(jié)構(gòu) 同步 CAN協(xié)議規(guī)范 CAN協(xié)議規(guī)范 CAN協(xié)議規(guī)范 CAN為串行通訊協(xié)議 ， 能有效地支持具有很高安全等級(jí)的分布實(shí)時(shí)控制 。 CAN的應(yīng)用范圍很廣 ， 從高速的網(wǎng)絡(luò)到低價(jià)位的多路接線(xiàn)都可以使用 CAN。 在汽車(chē)電子行業(yè)里 ， 使用 CAN連接發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元 、 傳感器 、 防剎車(chē)系統(tǒng) 、 等等 ， 其傳輸速度可達(dá)1Mbit/s。 同時(shí) ， 可以將 CAN安裝在卡車(chē)本體的電子控制系統(tǒng)里 ，諸如車(chē)燈組 、 電氣車(chē)窗等等 ， 用以代替接線(xiàn)配線(xiàn)裝置 。 技術(shù)規(guī)范的目的是為了在任何兩個(gè) 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(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的解釋。為了達(dá)到設(shè)計(jì)透明度以及實(shí)現(xiàn)靈活性，根據(jù) ISO/OSI參考模型， CAN ：數(shù)據(jù)鏈路層和物理層 (如圖所示 )。 CAN協(xié)議規(guī)范 位編碼 /解碼 位定時(shí) 同步 驅(qū)動(dòng)器接收器特性 邏輯鏈路子層 LLC 接收濾波 超載通知 恢復(fù)管理 介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制子層 MAC 數(shù)據(jù)包裝 /解包 幀編碼 介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)管理 錯(cuò)誤監(jiān)測(cè) 出錯(cuò)標(biāo)定 應(yīng)答 串并轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 故障界定 總線(xiàn)故障管理 監(jiān)控器 圖 CAN協(xié)議分層結(jié)構(gòu)和功能 CAN協(xié)議規(guī)范 在以前版本的 CAN規(guī)范中 ， 數(shù)據(jù)鏈路層的 LLC子層和 MAC子層的服務(wù)及功能分別被解釋為 “ 對(duì)象層 ” 和 “ 傳輸層 ” 。 邏輯鏈路控制子層 (LLC)的作用范圍如下： ?為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求以及數(shù)據(jù)傳輸提供服務(wù) 。 ?確定由實(shí)際要使用的 LLC子層接收哪一個(gè)報(bào)文 。 ?為恢復(fù)管理和過(guò)載通知提供手段。 MAC子層的作用主要是傳送規(guī)則，也就是控制幀結(jié)構(gòu)、執(zhí)行仲裁、錯(cuò)誤檢測(cè)、出錯(cuò)標(biāo)定、故障界定。位定時(shí)的一些普通功能也可以看作是 MAC子層的一部分。 物理層的作用 是在不同節(jié)點(diǎn)之間根據(jù)所有的電氣屬性進(jìn)行位的實(shí)際傳輸。 CAN具有以下的屬性： ? 報(bào)文的優(yōu)先權(quán) ? 保證延遲時(shí)間 ? 設(shè)置靈活 ? 時(shí)間同步的多點(diǎn)接收 ? 系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)的連貫性 ? 多主機(jī) ? 錯(cuò)誤檢測(cè)和錯(cuò)誤標(biāo)定 ? 只要總線(xiàn)一處于空閑，就自動(dòng)將破壞的報(bào)文重新傳輸 ? 將節(jié)點(diǎn)的暫時(shí)性錯(cuò)誤和永久性錯(cuò)誤區(qū)分開(kāi)來(lái)，并且可以自動(dòng)關(guān)閉由 OSI參考模型分層 CAN結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤的節(jié)點(diǎn)。 CAN協(xié)議規(guī)范 依據(jù) ISO/OSI參考模型的層結(jié)構(gòu)具有以下功能 : ? 物理層定義信號(hào)是如何實(shí)際地傳輸?shù)模虼松婕暗轿粫r(shí)間、位編碼、同步的解釋。技術(shù)規(guī)范沒(méi)有定義物理層的驅(qū)動(dòng)器 /接收器特性，以便允許根據(jù)它們的應(yīng)用，對(duì)發(fā)送媒體和信號(hào)電平進(jìn)行優(yōu)化。 ? MAC子層是 CAN協(xié)議的核心。它把接收到的報(bào)文提供給LLC子層，并接收來(lái)自 LLC子層的報(bào)文。 MAC子層負(fù)責(zé)報(bào)文分幀、仲裁、應(yīng)答、錯(cuò)誤檢測(cè)和標(biāo)定。 MAC子層也被稱(chēng)作故障界定的管理實(shí)體監(jiān)管。此故障界定為自檢機(jī)制，以便把永久故障和短時(shí)擾動(dòng)區(qū)別開(kāi)來(lái)。 ? LLC子層涉及報(bào)文濾波、過(guò)載通知、以及恢復(fù)管理。 CAN協(xié)議規(guī)范 1 基本術(shù)語(yǔ) 1．報(bào)文 總線(xiàn)上的報(bào)文以不同的固定報(bào)文格式發(fā)送，但長(zhǎng)度受限。當(dāng)總線(xiàn)空閑時(shí)任何連接的單元都可以開(kāi)始發(fā)送新的報(bào)文 。 2．信息路由 在 CAN系統(tǒng)中，一個(gè) CAN節(jié)點(diǎn)不使用有關(guān)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的任何信息 (如站地址 )。包含一些重要概念： 系統(tǒng)靈活性 ——節(jié)點(diǎn)可在不要求所有節(jié)點(diǎn)及其應(yīng)用層改變?nèi)魏诬浖蛴布那闆r下，被接于 CAN網(wǎng)絡(luò)。 成組 ——由于采用了報(bào)文濾波，所有節(jié)點(diǎn)均可接收?qǐng)?bào)文，并同時(shí)被相同的報(bào)文激活。 數(shù)據(jù)相容性 ——在 CAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，可以確保報(bào)文同時(shí)被所有節(jié)點(diǎn)或者沒(méi)有節(jié)點(diǎn)接收，因此，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)相容性是借助于成組和出錯(cuò)處理達(dá)到的。 1 基本術(shù)語(yǔ) 3． 位速率 不同的系統(tǒng) ， CAN的速度不同 。 在一個(gè)給定的系統(tǒng)里 ， 位速率是唯一的 ， 并且是固定的 。 4． 優(yōu)先權(quán) 在總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)期間 ， 識(shí)別符定義一個(gè)靜態(tài)的報(bào)文優(yōu)先權(quán) 。 5． 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求 通過(guò)發(fā)送遠(yuǎn)程幀 ， 需要數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)可以請(qǐng)求另一節(jié)點(diǎn)發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀 。 數(shù)據(jù)幀和相應(yīng)的遠(yuǎn)程幀是由相同的識(shí)別符命名的 。 1 基本術(shù)語(yǔ) 6．仲裁 只要總線(xiàn)空閑，任何單元都可以開(kāi)始發(fā)送報(bào)文。具有較高優(yōu)先權(quán)報(bào)文的單元可以獲得總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)權(quán)。如果 2個(gè)或 2個(gè)以上的單元同時(shí)開(kāi)始傳送報(bào)文，那么就會(huì)有總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)沖突。 仲裁的 機(jī)制確保了報(bào)文和時(shí)間均不損失。當(dāng)具有相同識(shí)別符的數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀同時(shí)初始化時(shí)，數(shù)據(jù)幀優(yōu)先于遠(yuǎn)程幀。 仲裁期間，每一個(gè)發(fā)送器都對(duì)發(fā)送位的電平與被監(jiān)控的總線(xiàn)電平進(jìn)行比較。如果電平相同，則這個(gè)單元可以繼續(xù)發(fā)送。如果發(fā)送的是一 “ 隱性 ” 電平而監(jiān)視的是一 “ 顯性 ” 電平（見(jiàn)總線(xiàn)值），那么單元就失去了仲裁，必須退出發(fā)送狀態(tài)。 1 基本術(shù)語(yǔ) 7．錯(cuò)誤檢測(cè) 要進(jìn)行檢測(cè)錯(cuò)誤，必須采取以下措施： ? 監(jiān)視（發(fā)送器對(duì)發(fā)送位的電平與被監(jiān)控的總線(xiàn)電平進(jìn)行比較） ? 循環(huán)冗余檢查 ? 位填充 ? 報(bào)文格式檢查 1 基本術(shù)語(yǔ) 8． 故障界定 CAN節(jié)點(diǎn)能夠把永久故障和短暫擾動(dòng)區(qū)別開(kāi)來(lái) 。 故障的節(jié)點(diǎn)會(huì)被關(guān)閉 。 9． 總線(xiàn)值 總線(xiàn)有二個(gè)互補(bǔ)的邏輯值： “ 顯性 ” 或 “ 隱性 ” 。 “ 顯性 ” 位和 “ 隱性 ” 位同時(shí)傳送時(shí) ， 總線(xiàn)的結(jié)果值為 “ 顯性 ” 。比如 ， 在總線(xiàn)的 “ 寫(xiě)與 ” 執(zhí)行時(shí) ， 邏輯 0代表 “ 顯性 ” 等級(jí) ，邏輯 1代表 “ 隱性 ” 等級(jí) 。 10． 應(yīng)答 所有的接收器檢查報(bào)文的連貫性 。 對(duì)于連貫的報(bào)文 ， 接收器應(yīng)答 ， 對(duì)于不連貫的報(bào)文 ， 接收器作出標(biāo)志 。 2 CAN的報(bào)文及結(jié)構(gòu) CAN信息包格式說(shuō)明： CAN信息包分為兩部分：信息部分和數(shù)據(jù)部分。 頭兩個(gè)字節(jié)為信息部分，其前十一位為標(biāo)識(shí)符，標(biāo)識(shí)符中的前八位用作接收判斷，應(yīng)包含本信息包的目的站地址。 然后是一位 RTR位（應(yīng)設(shè)為 0），最后是四位的DLC（數(shù)據(jù)長(zhǎng)度位，即所發(fā)數(shù)據(jù)的實(shí)際長(zhǎng)度，單位：字節(jié)）。 其余八個(gè)字節(jié)是數(shù)據(jù)部分，存有實(shí)際要發(fā)的數(shù)據(jù)。詳見(jiàn)下圖： 2 CAN的報(bào)文及結(jié)構(gòu) 1234567 0標(biāo)識(shí)符（高八位）標(biāo)識(shí)符 DLC數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)3字節(jié)4字節(jié)5字節(jié)6字節(jié)7字節(jié)8字節(jié)9字節(jié)1 0RTR2 CAN的報(bào)文及結(jié)構(gòu) 在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，發(fā)出報(bào)文的單元稱(chēng)為該報(bào)文的發(fā)送器。該單元在總線(xiàn)空閑或丟失仲裁前恒為 發(fā)送器 。如果一個(gè)單元不是報(bào)文發(fā)送器，并且總線(xiàn)不處于空閑狀態(tài)，則該單元為 接收器 。 對(duì)于報(bào)文發(fā)送器和接收器，報(bào)文的實(shí)際有效時(shí)刻是不同的。 對(duì)于發(fā)送器而言，如果直到幀結(jié)束末尾一直末出錯(cuò)，則對(duì)于發(fā)送器報(bào)文有效。 如果報(bào)文受損，將允許按照優(yōu)先權(quán)順序自動(dòng)重發(fā)送。為了能同其他報(bào)文進(jìn)行總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)競(jìng)爭(zhēng)，總線(xiàn)一旦空閑，重發(fā)送立即開(kāi)始。 對(duì)于接收器而言，如果直到幀結(jié)束的最后一位一直末出錯(cuò)，則對(duì)于接收器報(bào)文有效。 2 CAN的報(bào)文及結(jié)構(gòu) 構(gòu)成一幀的 幀起始 、 仲裁場(chǎng) 、 控制場(chǎng) 、 數(shù)據(jù)場(chǎng) 和 CRC序列均借助 位填充 規(guī)則進(jìn)行編碼。 當(dāng)發(fā)送器在發(fā)送的位流中檢測(cè)到 5位連續(xù)的相同數(shù)值時(shí)，將自動(dòng)地在實(shí)際發(fā)送的位流中插入一個(gè)補(bǔ)碼位。 數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀的其余位場(chǎng)采用固定格式，不進(jìn)行填充。出錯(cuò)幀和超載幀同樣是固定格式，也不進(jìn)行位填充