關(guān) 閉

新聞中心

EEPW首頁 > 工控自動化 > 業(yè)界動態(tài) > 全面了解CAN總線協(xié)議

全面了解CAN總線協(xié)議

作者: 時間:2016-06-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  提及總線,總是讓人聯(lián)想到那些交錯在一起的計算機(jī)電線。那么這些電線如何發(fā)揮功效呢?這還得配合總線協(xié)議的管理來使用。那么今天我們介紹的就是協(xié)議??纯催@個協(xié)議的含義和應(yīng)用吧。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201606/292911.htm

  1,協(xié)議基本概念:

  (1),報文:總線上的信息以不同格式的報文發(fā)送,但長度有限?當(dāng)總線開放時,任何連接的單元均可開始發(fā)送一個新報文?

  (2),信息路由:在CAN系統(tǒng)中,一個CAN節(jié)點(diǎn)不使用有關(guān)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的任何信息,這里包含一些重要的概念:系統(tǒng)靈活性——節(jié)點(diǎn)可以在不要求所有節(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)?報文通信——一個報文的內(nèi)容由其標(biāo)示符ID命名,ID并不指出報文的目的,但描述數(shù)據(jù)的含義,以便網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)有可能借助報文濾波決定該數(shù)據(jù)是否使它們激活?成組——由于采用了報文濾波,所有節(jié)點(diǎn)均可接受報文,并同時被相同的報文激活?數(shù)據(jù)相容性——在CAN網(wǎng)絡(luò)中,可以確保報文同時被所有的節(jié)點(diǎn)或者沒有節(jié)點(diǎn)接受,因此,系統(tǒng)的數(shù)據(jù)相容性是借助于成組和出錯處理達(dá)到的?

  (3),位速率:CAN的數(shù)據(jù)傳輸率在不同的系統(tǒng)中是不同的,而在一個系統(tǒng)中是固定的速率?

  (4),優(yōu)先權(quán):在總線訪問期間,標(biāo)示符定義了一個報文靜態(tài)的優(yōu)先權(quán)?

  (5),遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請求:通過發(fā)送一個遠(yuǎn)程幀,需要數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)可以請求另一個節(jié)點(diǎn)發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀,該數(shù)據(jù)幀與對應(yīng)的遠(yuǎn)程幀以相同的標(biāo)示符ID命名?

  (6),多主站:當(dāng)總線開放時,任何單元均可以開始發(fā)送報文,發(fā)送具有最高優(yōu)先權(quán)報文的單元會贏得總線的訪問權(quán)?

  (7),仲裁:當(dāng)總線開放時,任何單元均可以開始發(fā)送報文,若同時有兩個或者更多的單元開始發(fā)送,總線訪問沖突運(yùn)用逐位仲裁規(guī)則,借助標(biāo)示符ID解決,這種仲裁規(guī)則可以使信息和時間均無損失,若具有相同標(biāo)示符的一個數(shù)據(jù)幀和一個遠(yuǎn)程幀同時發(fā)送,數(shù)據(jù)幀優(yōu)先于遠(yuǎn)程幀,仲裁期間,每個發(fā)送器都對發(fā)送位電平與總線上檢測到的電平進(jìn)行比較,若相同則該單元可以繼續(xù)發(fā)送,當(dāng)發(fā)送一個隱性電平,而在總線上檢測為顯性電平時,該單元退出仲裁,并不再傳送后繼位了?

  (8),安全性:協(xié)議為了獲得盡可能高的數(shù)據(jù)傳輸安全性,在每個CAN節(jié)點(diǎn)中均設(shè)有錯誤檢測,標(biāo)定和自檢的強(qiáng)有力措施?檢測措施包括:發(fā)送自檢,循環(huán)冗余校驗,位填充,和報文格式檢查?

  (9),出錯標(biāo)注和恢復(fù)時間:已損壞的報文由檢驗出錯的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注?這樣的報文將失效,并自動進(jìn)行重發(fā)送?如果不存在新的錯誤,從檢出錯誤到下一個報文開始發(fā)送的恢復(fù)實踐最多為29個位時間?

  (10),故障界定:CAN節(jié)點(diǎn)又能力識別永久性的故障和暫時擾動,可自動關(guān)閉故障節(jié)點(diǎn)?

  (11),連接:CAN串行通信鏈路是一條眾多單元均可被連接的總線,理論上單元數(shù)目是無限的,實際上,單元總數(shù)受限于延遲時間和總線的電器負(fù)載?

  (12),應(yīng)答:所有接收器均對接收報文的相容性進(jìn)行檢查,回答一個相容的報文,并標(biāo)注一個不相容的報文?

  2,CAN的特點(diǎn):屬于串行通信網(wǎng)絡(luò)

  (1),通信方式靈活?多主從方式工作,網(wǎng)絡(luò)上任何節(jié)點(diǎn)均可以在任何時刻主動的向其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息,不分主從?無需站地址等節(jié)點(diǎn)信息?可以構(gòu)成多機(jī)備份系統(tǒng)?

  (2),CAN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)信息分成不同的優(yōu)先級,可以滿足不同的實時要求?

  (3),CAN采取非破壞性的總線仲裁技術(shù),多個節(jié)點(diǎn)同時發(fā)送信息時,優(yōu)先級低的節(jié)點(diǎn)會主動退出發(fā)送?

  (4),CAN只需通過報文濾波就可以實現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn),1點(diǎn)對多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式傳送接收,無需調(diào)度?

  (5),CAN的直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10KM(5Kb/s),通信速率最高可達(dá)1Mb/s(40M)?

  (6),CAN上的節(jié)點(diǎn)數(shù)目前可達(dá)110個;報文標(biāo)示符可達(dá)2032種(CAN2.0A ),而CAN2.0B報文標(biāo)示符幾乎不受限制?

  (7),CAN通信采用短幀格式,傳輸時間短,抗干擾強(qiáng),極好的驗錯效果,每幀最多8B足以滿足控制要求,不會占用過長總線時間,實時性強(qiáng)?

  (8),CAN每幀都有CRC校驗及其他驗錯措施?

  (9),接口中集成了CAN總線協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層?

  (10),CAN的通信介質(zhì)可為雙絞線或同軸電纜,光纖?

  (11),CAN節(jié)點(diǎn)在錯誤嚴(yán)重情況下具有自動關(guān)閉輸出功能?

  3,CAN總線協(xié)議基本規(guī)則:

  (1),總線訪問:采用載波監(jiān)聽多路訪問,CAN控制器之恩能夠在總線空閑時,就是節(jié)點(diǎn)偵聽到網(wǎng)絡(luò)上至少存在3個空閑位(隱性位)時開始發(fā)送,采用硬同步,所有的控制器同步都為與幀的起始的前沿?過了一定時間,并在一定條件后,重同步?

  (2),仲裁:各節(jié)點(diǎn)向總線發(fā)電平時,也對總線上電平進(jìn)行讀取,并于自身發(fā)送的電平進(jìn)行比較,相同則發(fā)下一位,直至全部發(fā)完?不同則說明網(wǎng)絡(luò)上有更高優(yōu)先級的信息幀正在發(fā)送,即停止發(fā)送,退出競爭?

  (3),編碼/解碼:幀起始域,仲裁域,控制域,數(shù)據(jù)域和CRC序列均使用位填充技術(shù)進(jìn)行編碼,就是5個連續(xù)的同狀態(tài)電平插入一位與它相補(bǔ)的電平,還原時每5個同狀態(tài)的電平后的相補(bǔ)電平被刪除?

  (4),出錯標(biāo)注:當(dāng)檢測到位錯誤,填充錯誤,形式錯誤或應(yīng)答錯誤時,檢測出錯條件的CAN控制器將發(fā)送一個出錯標(biāo)志?

  (5),超載標(biāo)注,一些控制器會發(fā)送一個或多個超載幀以延遲下一個數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀的發(fā)送?



關(guān)鍵詞: CAN總線

評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉