淺析汽車總線技術
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CAN總線是控制策略驅動的總線，主要實現(xiàn)對車輛本身的控制，而IDB總線則以信息交互、共享為目的。為實現(xiàn)CAN總線和IDB總線間的信息流動以及防止后者對前者產生影響，在兩總線間增加網關已經成為共識。圖4為一典型的雙總線結構示意圖。
2．汽車總線技術的特征
2.1設計目標
汽車總線傳輸必須確保以下幾點：傳輸信息的安全；信號的邏輯“1”明顯區(qū)別于邏輯“0”；異步總線隨機地傳送數據；根據預先確定的優(yōu)先權進行總線訪問；競爭解決后獲勝站點能夠訪問總線且繼續(xù)傳輸信息；具有根據信息內容解決總線訪問競爭的能力；總線的功能尋址和點到點尋址能力；節(jié)點在盡量小的時間內成功訪問總線；最優(yōu)化的傳輸速率（波特率）；節(jié)點的故障診斷能力；總線具有一定的可擴充性等等。
2.2數字信號的編碼
為了保證信息傳輸的可靠性，對數字信號正確編碼非常重要。汽車局域網數據信號多采用脈寬調制（PWM）和不歸零制（NRZ）。PWM作為編碼方案時，波特率上界為3×105kb/s，用于傳輸速率較低的場合。采用NRZ進行信息傳輸，可以達到1Mb/s，用于傳輸速率較高的場合。
2.3網絡拓撲結構
實用的汽車局域網是總線拓撲結構，如CAN、SAEJ1850、ADVANCED PALMNET等。其優(yōu)點是：電纜短，布線容易；總線結構簡單，又是無源元件，可靠性高；易于擴充，增加新節(jié)點只需在總線的某點將其接入，如需增加長度可通過中繼器加入一個附加段。
2.4總線訪問協(xié)議
汽車總線的訪問協(xié)議一般為爭用協(xié)議，每個節(jié)點都能獨立決定信息幀的發(fā)送。如果同時有兩個或兩個以上的節(jié)點發(fā)送信息，就會出錯，這就要求每個節(jié)點有能力判斷沖突是否發(fā)生，發(fā)生沖突時按某個規(guī)律等待隨機時間間隔后重發(fā)，以避免再發(fā)生沖突。網絡協(xié)議所使用的防沖突監(jiān)聽措施多為載波監(jiān)聽多路訪問，如CAN、SAEJ1850、ADVANCED、PALMNET等都采用的是：載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測+無損仲裁（CSMA/CD+NDA）。
二、 汽車CAN總線
CAN總線是德國BOSCH公司在20世紀80年代初，為了解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數據交換而開發(fā)的一種串行數據通訊協(xié)議。它的短幀數據結構、非破壞性總線性仲裁技術以及靈活的通訊方式適應了汽車的實時性和可靠性要求。
汽車CAN總線的技術背景來源于工業(yè)現(xiàn)場總線和計算機局域網這樣非常成熟的技術，因此具有很高的可靠性，抗干擾性。
1．CAN總線的特點
CAN作為一種多主總線，支持分布式實時控制的通訊網絡。其通訊介質可以是雙絞線、同軸電纜或光纖。在汽車發(fā)動機控制部件、傳感器、抗滑系統(tǒng)等應用中，總線的位速率最大可達1Mbit/s。CAN總線屬于總線式串行通訊網絡，由于其采用了許多新技術及獨特的設計，與一般的通訊總線相比，CAN總線的數據通訊具有突出的可靠性、實時性和靈活性。其特點可以概括如下：
1) CAN為多主方式工作，網絡上任一節(jié)點均可在任意時刻主動地向網絡上其他節(jié)點發(fā)送信息，而不分主從，通信方式靈活，且無需站地址等節(jié)點信息。利用這一點可方便地構成多機備份系統(tǒng)。
2) CAN網絡上的節(jié)點信息分成不同的優(yōu)先級，可滿足不同的實時要求，高優(yōu)先級的數據最多可在134us內得到傳輸。
3) CAN采用非破壞性總線性仲裁技術，當多個節(jié)點同時向總線發(fā)送信息時，優(yōu)先級較低的節(jié)點會主動地退出發(fā)送，而最高優(yōu)先級的節(jié)點可不受影響地繼續(xù)傳輸數據，從而大大節(jié)省了總線沖突仲裁時間。尤其是在網絡負載很重的情況下也不會出現(xiàn)網絡癱瘓情況（以太網則可能）。
4) CAN只需通過幀濾波即可實現(xiàn)點對點、一點對多點及全局廣播等幾種方式傳送接受數據，無需專門的“調度”。 脈寬調制相關文章:脈寬調制原理 雙絞線傳輸器相關文章:雙絞線傳輸器原理
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