第3講 CAN現(xiàn)場總線

1、1Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線第三講第三講 CAN現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線（Controller Area Network）2Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線1 1、綜述、綜述2 2、技術(shù)規(guī)范、技術(shù)規(guī)范3 3、報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)、報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)4 4、CANCAN通信中的幾個問題通信中的幾個問題5 5、典型、典型CANCAN總線器件及應(yīng)用總線器件及應(yīng)用6 6、CANCAN通信的控制與應(yīng)用通信的控制與應(yīng)用7 7、CANCAN應(yīng)用層協(xié)議應(yīng)用層協(xié)議8 8、CANCAN總線在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用總線在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用CANCA

2、N現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線3Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線1 綜述綜述應(yīng)用領(lǐng)域及實例應(yīng)用領(lǐng)域及實例4Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線實例5Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線1. 綜述綜述應(yīng)用領(lǐng)域及實例應(yīng)用領(lǐng)域及實例p 低成本低成本 p 極高的總線利用率極高的總線利用率 p 很遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)傳輸距離很遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)傳輸距離(長達(dá)長達(dá)10Km) p 高速的數(shù)據(jù)傳輸速率（高達(dá)高速的數(shù)據(jù)傳輸速率（高達(dá)1Mbit/s） p 可根據(jù)報文的可根據(jù)報文的ID決定接收或屏蔽該報文決定接收或屏蔽該報文

3、p 可靠的錯誤處理和檢錯機(jī)制可靠的錯誤處理和檢錯機(jī)制 p 發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動重發(fā)發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動重發(fā) p 節(jié)點在錯誤嚴(yán)重的情況下具有自動退出總線的功能節(jié)點在錯誤嚴(yán)重的情況下具有自動退出總線的功能 p 報文不包含源地址或目標(biāo)地址，僅用標(biāo)志符來指示功能信報文不包含源地址或目標(biāo)地址，僅用標(biāo)志符來指示功能信息、優(yōu)先級信息息、優(yōu)先級信息廣泛應(yīng)用的技術(shù)原因廣泛應(yīng)用的技術(shù)原因6Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線1. 綜述綜述發(fā)展歷史發(fā)展歷史CAN（Controller Area Network）是控制器局域網(wǎng)）是控制器局域網(wǎng)CAN是由德國是由德

4、國Bosch公司專門公司專門為汽車監(jiān)測和控制而設(shè)計的為汽車監(jiān)測和控制而設(shè)計的，逐步發(fā)展到，逐步發(fā)展到用于其它工業(yè)領(lǐng)域的現(xiàn)場控制。用于其它工業(yè)領(lǐng)域的現(xiàn)場控制。CAN已經(jīng)成為國際標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為國際標(biāo)準(zhǔn)化組織化組織ISO11898標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。1991 Philip Semiconductors1991 Philip Semiconductors制定制定CANCAN技術(shù)規(guī)范技術(shù)規(guī)范CAN2.0A,CAN 2.0BCAN2.0A,CAN 2.0B。德國博世（德國博世（BOSCHBOSCH）公司是倡導(dǎo)者）公司是倡導(dǎo)者1986年在汽車工程協(xié)會年在汽車工程協(xié)會(SAE)(SAE)大會上提出大會上提出傳輸?shù)膱笪母?/p>

5、據(jù)報文的內(nèi)容識別傳輸?shù)膱笪母鶕?jù)報文的內(nèi)容識別汽車、機(jī)械、工業(yè)自動化，石油化工等汽車、機(jī)械、工業(yè)自動化，石油化工等針對汽車工業(yè)復(fù)雜的電子裝置針對汽車工業(yè)復(fù)雜的電子裝置1992年開始，年開始，Benz,Volvo,Saab,Volkswagen,BMW, Renault,Fiat等陸續(xù)在其車輛產(chǎn)品中使用等陸續(xù)在其車輛產(chǎn)品中使用CAN。7Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線1983: Start of the Bosch internal project to develop an in-vehicle network1986: Official introd

6、uction of CAN protocol1987: First CAN controller chips from Inter and Philips Semiconductors1991: Boschs CAN specification 2.0 published1991: CAN Kingdom CAN-based higher-layer protocol introduced by Kvaser1992: CAN in Automation international users and manufacturers group established1992: CAN in Ap

7、plication Layer(CAL) protocol published by CiA1992: First cars from Mercedes-Benz used CAN network1993: ISO 11898 standard published1994: First international CAN Conference(iCC) organized by CiA1994: DeviceNet protocol introduction by Allen-Bradley1995: ISO 11898 amendment (extended frame format) pu

8、blished1995: CANopen protocol published by CiA2000: Development of the time-triggered communication protocol for AN(TTCAN)1. 綜述綜述發(fā)展歷史發(fā)展歷史8Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線p 多主工作方式多主工作方式，任一節(jié)點均可在任意時刻主動的向網(wǎng)絡(luò)，任一節(jié)點均可在任意時刻主動的向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點發(fā)送信息；上其他節(jié)點發(fā)送信息；p 節(jié)點信息分成不同的節(jié)點信息分成不同的優(yōu)先級優(yōu)先級，可滿足不同實時性要求，可滿足不同實時性要求，高優(yōu)先級的

9、數(shù)據(jù)最快可在高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)最快可在134us內(nèi)得到傳輸；內(nèi)得到傳輸；p 采用采用非破壞性的總線仲裁技術(shù)非破壞性的總線仲裁技術(shù)，當(dāng)多個節(jié)點同時向總線，當(dāng)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)點會主動退出發(fā)送；發(fā)送信息時，優(yōu)先級較低的節(jié)點會主動退出發(fā)送；p 只需通過只需通過報文濾波報文濾波即可實現(xiàn)點對點、點對多點及廣播等即可實現(xiàn)點對點、點對多點及廣播等傳輸方式，無需專門的傳輸方式，無需專門的“調(diào)度調(diào)度”；p 節(jié)點數(shù)節(jié)點數(shù)主要取決于總線驅(qū)動電路，目前可達(dá)主要取決于總線驅(qū)動電路，目前可達(dá)110個；個；1. 綜述綜述CAN總線性能特點總線性能特點9Beijing Institute of Tech

10、nologyCAN總線總線p 采用采用短幀短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時間短，受干擾概率低，具有極好的結(jié)構(gòu)，傳輸時間短，受干擾概率低，具有極好的驗錯效果；驗錯效果；p 每幀信息都有每幀信息都有CRC校驗校驗及其他檢錯措施，保證了數(shù)據(jù)出錯及其他檢錯措施，保證了數(shù)據(jù)出錯率極低。率極低。p 直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km/5kbps,10km/5kbps,通信速率最高可達(dá)通信速率最高可達(dá)1Mbps1Mbps/40m/40mp 報文報文標(biāo)識符標(biāo)識符可達(dá)可達(dá)20322032種種(CAN2.0A)(CAN2.0A)，而擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)，而擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)(CAN2.0B)(CAN2.0B)的報文標(biāo)識符幾乎不受限制。的

11、報文標(biāo)識符幾乎不受限制。p CAN CAN 的的通信介質(zhì)通信介質(zhì)：雙絞線、同軸電纜、光纖。：雙絞線、同軸電纜、光纖。p CANCAN節(jié)點在錯誤嚴(yán)重的情況下具有節(jié)點在錯誤嚴(yán)重的情況下具有自動關(guān)閉自動關(guān)閉輸出功能，以輸出功能，以使總線上其他節(jié)點的操作不受影響。使總線上其他節(jié)點的操作不受影響。1. 綜述綜述CAN總線性能特點總線性能特點10Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線p 報文報文：當(dāng)總線開放時，任何連接的單元均可開始發(fā)送一個：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。新報文。p 信息路由信息路由：在：在CAN系統(tǒng)中，一個系統(tǒng)中，一個CAN節(jié)點

12、不使用有關(guān)系節(jié)點不使用有關(guān)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的任何信息統(tǒng)結(jié)構(gòu)的任何信息(如站地址如站地址)。p 位速率位速率： CAN的數(shù)據(jù)傳輸率在不同的系統(tǒng)中是不同的，的數(shù)據(jù)傳輸率在不同的系統(tǒng)中是不同的，而在一個給定的系統(tǒng)中，此速度是唯一和固定的。而在一個給定的系統(tǒng)中，此速度是唯一和固定的。p 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請求遠(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)點可：通過發(fā)送一個遠(yuǎn)程幀，需要數(shù)據(jù)的節(jié)點可以請求另一個節(jié)點發(fā)送個相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀。以請求另一個節(jié)點發(fā)送個相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀。p 多主站多主站：當(dāng)總線開放時，任何單元均可開始發(fā)送報文，而：當(dāng)總線開放時，任何單元均可開始發(fā)送報文，而發(fā)送具有最高優(yōu)先權(quán)報文的單元，贏得總線訪問。發(fā)送具有

13、最高優(yōu)先權(quán)報文的單元，贏得總線訪問。2. CAN總線的技術(shù)規(guī)范總線的技術(shù)規(guī)范基本概念基本概念11Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線p 仲裁仲裁：當(dāng)總線開放時，任何單元均可開始發(fā)送報文，若：當(dāng)總線開放時，任何單元均可開始發(fā)送報文，若同時有兩個或更多的單元開始發(fā)送，總線訪問沖突運用同時有兩個或更多的單元開始發(fā)送，總線訪問沖突運用逐位仲裁規(guī)則，借助標(biāo)識符逐位仲裁規(guī)則，借助標(biāo)識符ID解決。解決。p 安全性安全性：為獲得盡可能高的數(shù)據(jù)傳送安全性，在每個：為獲得盡可能高的數(shù)據(jù)傳送安全性，在每個CAN節(jié)點中均設(shè)有錯誤檢測、標(biāo)定和自檢的強(qiáng)有力措施。節(jié)點中均設(shè)有錯誤檢測

14、、標(biāo)定和自檢的強(qiáng)有力措施。p 出錯標(biāo)注和恢復(fù)時間出錯標(biāo)注和恢復(fù)時間：已損報文由檢出錯誤的任何節(jié)點：已損報文由檢出錯誤的任何節(jié)點進(jìn)行標(biāo)注。這樣的報文將失效，并自動進(jìn)行重發(fā)送。進(jìn)行標(biāo)注。這樣的報文將失效，并自動進(jìn)行重發(fā)送。p 故障界定故障界定：CAN節(jié)點有能力識別永久性故障和短暫擾動，節(jié)點有能力識別永久性故障和短暫擾動，可自動關(guān)閉故障節(jié)點?？勺詣雨P(guān)閉故障節(jié)點。2. CAN總線的技術(shù)規(guī)范總線的技術(shù)規(guī)范基本概念基本概念檢錯措施：發(fā)送自檢、循環(huán)冗余校驗、位填充和報文格式檢查。檢錯措施：發(fā)送自檢、循環(huán)冗余校驗、位填充和報文格式檢查。如果不存在新的錯誤，自檢出錯誤至下一個報文開始發(fā)送的恢復(fù)如果不存在新的錯誤

15、，自檢出錯誤至下一個報文開始發(fā)送的恢復(fù)時間最多為時間最多為2929個位時間。個位時間。12Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線p 總線數(shù)值表示總線數(shù)值表示： 總線上具有兩種互補邏輯數(shù)值：顯性電總線上具有兩種互補邏輯數(shù)值：顯性電平或隱性電平。在顯位與隱位同時發(fā)送期間，總線上數(shù)值平或隱性電平。在顯位與隱位同時發(fā)送期間，總線上數(shù)值將是顯位。將是顯位。p 應(yīng)答應(yīng)答： 所有接收器均對接收報文的相容性進(jìn)行檢查，回所有接收器均對接收報文的相容性進(jìn)行檢查，回答一個相容報文，并標(biāo)注一個不相容報文。答一個相容報文，并標(biāo)注一個不相容報文。p 數(shù)據(jù)相容性數(shù)據(jù)相容性：在：在CAN

16、網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，可以確保報文同時被所有節(jié)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，可以確保報文同時被所有節(jié)點或者沒有節(jié)點接收。因此，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)相容性是借助于點或者沒有節(jié)點接收。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。成組和出錯處理達(dá)到的。2. CAN總線的技術(shù)規(guī)范總線的技術(shù)規(guī)范基本概念基本概念例：在總線的例：在總線的“線與線與”操作情況下，顯位由邏輯操作情況下，顯位由邏輯“0”0”表示，隱位表示，隱位由邏輯由邏輯“1”1”表示。表示。13Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線p 包括包括A和和B兩部分，其中兩部分，其中2.0A給出了給出了CAN報文標(biāo)準(zhǔn)格式，報文標(biāo)準(zhǔn)格式，2.0B給出了

17、標(biāo)準(zhǔn)的和擴(kuò)展的兩種格式。給出了標(biāo)準(zhǔn)的和擴(kuò)展的兩種格式。p 只采用只采用ISO/OSI模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。2. CAN總線的技術(shù)規(guī)范總線的技術(shù)規(guī)范14Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線2. CAN總線的技術(shù)規(guī)范總線的技術(shù)規(guī)范分層結(jié)構(gòu)分層結(jié)構(gòu)物理信令物理信令(PLS) 位編碼位編碼/解碼解碼 位定時位定時 同步同步物理媒體附件物理媒體附件(PMA) 驅(qū)動器驅(qū)動器/接收器特性接收器特性媒體接口媒體接口(MDI) 連接器連接器數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)鏈鏈路路層層邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制(LLC) 接收過濾接收過濾 超載通告超載通告 恢復(fù)管理恢復(fù)

18、管理媒體訪問控制媒體訪問控制(MAC) 數(shù)據(jù)打包數(shù)據(jù)打包/拆包拆包 幀編碼幀編碼(填充，去填充填充，去填充) 媒體訪問管理媒體訪問管理 錯誤檢測錯誤檢測 出錯標(biāo)識出錯標(biāo)識 應(yīng)答應(yīng)答 串行串行-并行轉(zhuǎn)換并行轉(zhuǎn)換物物理理層層由由CAN控制器實現(xiàn)；控制器實現(xiàn)；采用采用CSMA/CD方式非破壞性總線仲裁技術(shù)；方式非破壞性總線仲裁技術(shù)；節(jié)點信息有高低優(yōu)先級之分以滿足不同的實節(jié)點信息有高低優(yōu)先級之分以滿足不同的實 時需要；時需要；可實現(xiàn)點對點、一點對多點以及全局廣播等；可實現(xiàn)點對點、一點對多點以及全局廣播等；采用短幀結(jié)構(gòu)，每幀有效字節(jié)數(shù)為采用短幀結(jié)構(gòu)，每幀有效字節(jié)數(shù)為0-8個；個；CRC校驗域等檢查措施保

19、證了極低的出錯率；校驗域等檢查措施保證了極低的出錯率；節(jié)點在嚴(yán)重錯誤時具有自動關(guān)閉總線的功能。節(jié)點在嚴(yán)重錯誤時具有自動關(guān)閉總線的功能?？刹捎霉驳氐膯尉€制、雙線制、同軸電纜、可采用共地的單線制、雙線制、同軸電纜、 雙絞線、光纜等。雙絞線、光纜等。節(jié)點數(shù)理論上不受限制，取決于物理層的承節(jié)點數(shù)理論上不受限制，取決于物理層的承 受能力，實際可達(dá)受能力，實際可達(dá)110個。個。當(dāng)總線長當(dāng)總線長40米時，最大通信速率為米時，最大通信速率為1Mbps， 當(dāng)通信速率為當(dāng)通信速率為5kbps時，距離可達(dá)時，距離可達(dá)10km。15Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線CAN2.

20、0A目標(biāo)層目標(biāo)層傳送層傳送層數(shù)據(jù)鏈路子層數(shù)據(jù)鏈路子層接收濾波接收濾波超載通知超載通知恢復(fù)管理恢復(fù)管理媒體訪問控制子層媒體訪問控制子層數(shù)據(jù)封裝數(shù)據(jù)封裝/拆裝拆裝幀編碼（填充幀編碼（填充/去填充）去填充）媒體訪問管理媒體訪問管理錯誤監(jiān)測錯誤監(jiān)測出錯標(biāo)定出錯標(biāo)定應(yīng)答應(yīng)答串行化串行化/解除串行化解除串行化物理層物理層位編碼位編碼/解碼解碼位定時位定時同步同步（驅(qū)動器（驅(qū)動器/接收器特性）接收器特性）2. CAN總線的技術(shù)規(guī)范總線的技術(shù)規(guī)范分層結(jié)構(gòu)分層結(jié)構(gòu)16Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線p 總線上具有兩種互補邏輯數(shù)值：總線上具有兩種互補邏輯數(shù)值：顯性電平或

21、隱性電平顯性電平或隱性電平。在顯位與隱位。在顯位與隱位同時發(fā)送期間，總線上數(shù)值將是顯位。同時發(fā)送期間，總線上數(shù)值將是顯位。l 在隱性狀態(tài)下，在隱性狀態(tài)下，Vcan-h和和Vcan-l被固定在平均電壓電平，被固定在平均電壓電平，Vdiff近近似為零。似為零。l 顯性狀態(tài)以大于最小閾值的差分電壓表示。顯性狀態(tài)以大于最小閾值的差分電壓表示。2. CAN總線的技術(shù)規(guī)范總線的技術(shù)規(guī)范邏輯狀態(tài)邏輯狀態(tài)例：在總線的例：在總線的“線與線與”操作操作情況下，顯位由邏輯情況下，顯位由邏輯“0”0”表示，隱位由邏輯表示，隱位由邏輯“1”1”表示。表示。時間tVVdiffVdiffVCAN-HVCAN-L隱性位顯性位

22、隱性位03.5V2.5V1.5V典型值 當(dāng)總線電壓差小于當(dāng)總線電壓差小于0.5V0.5V時，時，接收為隱位，隱位電壓差的正接收為隱位，隱位電壓差的正常值為常值為0V0V； 當(dāng)電壓差大于當(dāng)電壓差大于0.9V0.9V時，為顯時，為顯位，顯位電壓差的正常值為位，顯位電壓差的正常值為2.0V2.0V，合格的顯位電壓差的最，合格的顯位電壓差的最小值為小值為1.2V1.2V； 0.50.50.9V0.9V為變化的過渡區(qū)；為變化的過渡區(qū)； 共模電壓為共模電壓為-2+7 V-2+7 V。 17Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線p 總線末端均接有以總線末端均接有以RL表

23、示的抑制反射表示的抑制反射的終端負(fù)載電阻，其阻值大約在的終端負(fù)載電阻，其阻值大約在120歐歐左右；左右；p 總線驅(qū)動可采用單線上拉、單線下拉總線驅(qū)動可采用單線上拉、單線下拉或雙線驅(qū)動，接收采用差分比較器；或雙線驅(qū)動，接收采用差分比較器；p 若所有節(jié)點的晶體管被關(guān)斷，則總線若所有節(jié)點的晶體管被關(guān)斷，則總線處于隱性狀態(tài)，此時總線的平均電壓處于隱性狀態(tài)，此時總線的平均電壓由具有高內(nèi)阻的每個節(jié)點電壓源產(chǎn)生；由具有高內(nèi)阻的每個節(jié)點電壓源產(chǎn)生；p 若成對晶體管至少有一對被接通，則若成對晶體管至少有一對被接通，則顯性位被送至總線，產(chǎn)生流過終端電顯性位被送至總線，產(chǎn)生流過終端電阻的電流，使總線的兩條線產(chǎn)生電壓

24、阻的電流，使總線的兩條線產(chǎn)生電壓差。差。2. CAN總線的技術(shù)規(guī)范總線的技術(shù)規(guī)范電氣連接電氣連接18Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線2. CAN總線的技術(shù)規(guī)范總線的技術(shù)規(guī)范節(jié)點的電氣參數(shù)節(jié)點的電氣參數(shù)與總線斷開的節(jié)點在隱性狀態(tài)下的與總線斷開的節(jié)點在隱性狀態(tài)下的DCDC參數(shù)：參數(shù)：參數(shù)參數(shù)符號符號單位單位數(shù)值數(shù)值條件條件最小值最小值典型值典型值最大值最大值總線輸出電壓總線輸出電壓VCANHV2.753.54.5負(fù)載負(fù)載60VCANLV0.51.52.25差分輸出電壓差分輸出電壓VdiffV1.52.03.0負(fù)載負(fù)載60差分輸入電壓差分輸入電壓Vdiff

25、V0.95.0負(fù)載負(fù)載60參數(shù)參數(shù)符號符號單位單位數(shù)值數(shù)值條件條件最小值最小值典型值典型值最大值最大值總線輸出電壓總線輸出電壓VCANHV2.02.53.0無負(fù)載無負(fù)載VCANLV2.02.53.0總線差分輸出電壓總線差分輸出電壓VdiffmV-500050無負(fù)載無負(fù)載內(nèi)部差分電阻內(nèi)部差分電阻RdiffK10100無負(fù)載無負(fù)載內(nèi)部電阻內(nèi)部電阻Rink550差分輸入電壓差分輸入電壓VdiffV-1.03.0與總線斷開的節(jié)點在顯性狀態(tài)下的與總線斷開的節(jié)點在顯性狀態(tài)下的DCDC參數(shù)：參數(shù)：19Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線2. CAN總線的技術(shù)規(guī)范總線的

26、技術(shù)規(guī)范節(jié)點的電氣參數(shù)節(jié)點的電氣參數(shù)總線在隱性狀態(tài)下的參數(shù)：總線在隱性狀態(tài)下的參數(shù)：參數(shù)參數(shù)符號符號單位單位數(shù)值數(shù)值條件條件最小值最小值典型值典型值最大值最大值總線共模電壓總線共模電壓VCANHV2.57.0VCANLV-2.02.5總線差分電壓總線差分電壓VdiffmV-120012總線在顯性狀態(tài)下的參數(shù)：總線在顯性狀態(tài)下的參數(shù)：參數(shù)參數(shù)符號符號單位單位數(shù)值數(shù)值條件條件最小值最小值典型值典型值最大值最大值總線共模電壓總線共模電壓VCANHV3.57.0VCANLV-2.01.5總線差分電壓總線差分電壓VdiffmV-2.02.03.020Beijing Institute of Techno

27、logyCAN總線總線參數(shù)參數(shù)符號符號單位單位數(shù)值數(shù)值條件條件最小值最小值典型值典型值最大值最大值 特征阻抗特征阻抗Z 108120132單位長度電阻單位長度電阻rm/m70傳播時延傳播時延ns/m5終端電阻終端電阻RL118120130參數(shù)參數(shù)符號符號單位單位數(shù)值數(shù)值條件條件最小值最小值典型值典型值最大值最大值總線長度總線長度Lm040位速率：位速率：1Mbps節(jié)點分支長度節(jié)點分支長度Lm00.3節(jié)點距離節(jié)點距離d m040雙絞線（屏蔽或不屏蔽）電氣參數(shù)雙絞線（屏蔽或不屏蔽）電氣參數(shù)總線拓樸結(jié)構(gòu)參數(shù)總線拓樸結(jié)構(gòu)參數(shù)2. CAN總線的技術(shù)規(guī)范總線的技術(shù)規(guī)范節(jié)點的電氣參數(shù)節(jié)點的電氣參數(shù)21Bei

28、jing Institute of TechnologyCAN總線總線pCAN總線上任意兩個節(jié)點之間的最大傳輸距離與總線上任意兩個節(jié)點之間的最大傳輸距離與其位速率有關(guān)：其位速率有關(guān)：位速率位速率/(Kbit/s) 1000500250125100502010 5最大距離最大距離/m4013027053062013003300670010000這里的最大通信距離是指在同一條總線上兩個節(jié)點之間的距離CAN總線系統(tǒng)任意兩個節(jié)點之間的最大距離2. CAN總線的技術(shù)規(guī)范總線的技術(shù)規(guī)范傳輸距離與傳輸速率傳輸距離與傳輸速率22Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線幾種總

29、線可能的故障幾種總線可能的故障23Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線總線故障的影響總線故障的影響總線故障描述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)規(guī)范性質(zhì)一個節(jié)點從總線斷開一個節(jié)點從總線斷開其余節(jié)點繼續(xù)通信其余節(jié)點繼續(xù)通信推薦性推薦性一個節(jié)點丟失電源一個節(jié)點丟失電源其余節(jié)點以降低的信噪比繼續(xù)通信其余節(jié)點以降低的信噪比繼續(xù)通信推薦性推薦性一個節(jié)點丟失接地一個節(jié)點丟失接地其余節(jié)點以降低的信噪比繼續(xù)通信其余節(jié)點以降低的信噪比繼續(xù)通信推薦性推薦性任何接地屏蔽連接損壞任何接地屏蔽連接損壞所有節(jié)點繼續(xù)通信所有節(jié)點繼續(xù)通信推薦性推薦性開路和短路故障開路和短路故障1.CAN_L斷開斷開2.CAN_

30、H斷開斷開3.CAN_L與電源電壓端接與電源電壓端接4.CAN_H與地端接與地端接5.CAN_L與地端接與地端接6.CAN_H與電源電壓端接與電源電壓端接7.CAN_L線與線與CAN_H線端接線端接8.CAN_H和和.CAN_L在同一位置斷開在同一位置斷開9.丟失一個終端網(wǎng)絡(luò)丟失一個終端網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點以降低的信噪比繼續(xù)通信所有節(jié)點以降低的信噪比繼續(xù)通信推薦性推薦性在整個系統(tǒng)內(nèi)停止工作在整個系統(tǒng)內(nèi)停止工作可選性可選性含有終端電阻的子系統(tǒng)內(nèi)的節(jié)點繼含有終端電阻的子系統(tǒng)內(nèi)的節(jié)點繼續(xù)通信續(xù)通信可選性可選性所有節(jié)點以降低的信噪比繼續(xù)通信所有節(jié)點以降低的信噪比繼續(xù)通信可選性可選性24Beijing Inst

31、itute of TechnologyCAN總線總線p 發(fā)出報文的單元成為該報文的發(fā)出報文的單元成為該報文的發(fā)送器發(fā)送器。該單元在總線空閑。該單元在總線空閑或丟失仲裁前始終為發(fā)送器。如果一個單元不是報文發(fā)送或丟失仲裁前始終為發(fā)送器。如果一個單元不是報文發(fā)送器，并且總線不處于空閑狀態(tài)，則該單元就是器，并且總線不處于空閑狀態(tài)，則該單元就是接收器接收器。p 報文中的位流按照報文中的位流按照非歸零碼非歸零碼(NRZ)(NRZ)方法編碼，即一個完整方法編碼，即一個完整的位電平要么是顯性，要么是隱性。的位電平要么是顯性，要么是隱性。p 報文傳送由報文傳送由 4 4 種不同類型的幀表示和控制：種不同類型的幀

32、表示和控制：數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、出錯幀和超載幀程幀、出錯幀和超載幀p 構(gòu)成一幀的幀起始、仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場和構(gòu)成一幀的幀起始、仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場和CRC序列序列均借助均借助位填充位填充規(guī)則進(jìn)行編碼。當(dāng)發(fā)送器在發(fā)送的位流中檢規(guī)則進(jìn)行編碼。當(dāng)發(fā)送器在發(fā)送的位流中檢測到測到5位連續(xù)的相同數(shù)值位連續(xù)的相同數(shù)值時，將自動地在實際發(fā)送的位流時，將自動地在實際發(fā)送的位流中插入一個中插入一個補碼位補碼位。數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀的其余位場采用固定。數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀的其余位場采用固定格式，不進(jìn)行填充。出錯幀和超載幀同樣是固定格式，也格式，不進(jìn)行填充。出錯幀和超載幀同樣是固定格式，也不進(jìn)行位填充。不進(jìn)行位填充。

33、2. CAN總線的技術(shù)規(guī)范總線的技術(shù)規(guī)范報文的傳送及幀結(jié)構(gòu)報文的傳送及幀結(jié)構(gòu)未填充位流未填充位流 100000 xyz 011111xyz填充位流填充位流 1000001xyz 0111110 xyz 其中：其中：xyz0,125Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線p CANCAN網(wǎng)的網(wǎng)的MACMAC層采用層采用CSMA/CDCSMA/CD的非破壞仲裁技術(shù)的非破壞仲裁技術(shù)?？偩€上當(dāng)?？偩€上當(dāng)顯性位顯性位(0)(0)與隱性位與隱性位(1)(1)進(jìn)行線與時，隱性位被稱為沖突，進(jìn)行線與時，隱性位被稱為沖突，在競爭中退出。非破壞性優(yōu)先權(quán)逐位仲裁規(guī)則：在競爭中退出

34、。非破壞性優(yōu)先權(quán)逐位仲裁規(guī)則：l 欲發(fā)幀的節(jié)點當(dāng)總線在空閑時同時發(fā)送幀且同步于欲發(fā)幀的節(jié)點當(dāng)總線在空閑時同時發(fā)送幀且同步于SOFSOF的上升沿；的上升沿；l 各幀的標(biāo)識字段在總線同時相遇，借助總線使標(biāo)識字段逐位各幀的標(biāo)識字段在總線同時相遇，借助總線使標(biāo)識字段逐位“線線與與”，根據(jù)其結(jié)果進(jìn)行沖突仲裁；，根據(jù)其結(jié)果進(jìn)行沖突仲裁；l 如果發(fā)送節(jié)點沒有監(jiān)測到?jīng)_突，則繼續(xù)發(fā)送下一位；若監(jiān)測到?jīng)_如果發(fā)送節(jié)點沒有監(jiān)測到?jīng)_突，則繼續(xù)發(fā)送下一位；若監(jiān)測到?jīng)_突，則立即中斷，不再繼續(xù)后面位的傳送；突，則立即中斷，不再繼續(xù)后面位的傳送；l 各標(biāo)識字段逐位線與后，未監(jiān)測到?jīng)_突的字節(jié)便獲得優(yōu)先發(fā)送權(quán)，各標(biāo)識字段逐位線與后

35、，未監(jiān)測到?jīng)_突的字節(jié)便獲得優(yōu)先發(fā)送權(quán)，可以發(fā)送數(shù)據(jù)幀后面的各字段；監(jiān)測到?jīng)_突的節(jié)點，則不能發(fā)送可以發(fā)送數(shù)據(jù)幀后面的各字段；監(jiān)測到?jīng)_突的節(jié)點，則不能發(fā)送后面的數(shù)據(jù)字段，而等待下一次發(fā)送。后面的數(shù)據(jù)字段，而等待下一次發(fā)送。2. CAN總線的技術(shù)規(guī)范總線的技術(shù)規(guī)范CSMA/CD非破壞仲裁非破壞仲裁A AB BC CCANbusCANbus26Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線3. 報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)p 數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀：攜帶數(shù)據(jù)由發(fā)送器至接收器；：攜帶數(shù)據(jù)由發(fā)送器至接收器；p 遠(yuǎn)程幀遠(yuǎn)程幀：通過總線單元發(fā)送，以請求發(fā)送具有相同標(biāo)識：通過總線單元發(fā)送

36、，以請求發(fā)送具有相同標(biāo)識符的數(shù)據(jù)幀；符的數(shù)據(jù)幀；p 出錯幀出錯幀：由檢測出總線錯誤的任何單元發(fā)送；：由檢測出總線錯誤的任何單元發(fā)送；p 超載幀超載幀：用于提供當(dāng)前的和后續(xù)的數(shù)據(jù)幀的附加延遲。：用于提供當(dāng)前的和后續(xù)的數(shù)據(jù)幀的附加延遲。p 幀間空間幀間空間：數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀通過幀間空間與當(dāng)前幀分開。：數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀通過幀間空間與當(dāng)前幀分開。27Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線3. 報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀p 數(shù)據(jù)幀：由數(shù)據(jù)幀：由7個不同的位場組成，即幀起始、仲裁場、控個不同的位場組成，即幀起始、仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場、制場、數(shù)據(jù)場、 C

37、RC場、應(yīng)答場和幀結(jié)束。數(shù)據(jù)場長度場、應(yīng)答場和幀結(jié)束。數(shù)據(jù)場長度可為可為0。起始標(biāo)志起始標(biāo)志目的地址目的地址數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)n校驗位校驗位結(jié)束標(biāo)志結(jié)束標(biāo)志28Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線3. 報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀p 幀起始幀起始：由一個顯性位構(gòu)成，只有在總線處于空閑狀態(tài)時，：由一個顯性位構(gòu)成，只有在總線處于空閑狀態(tài)時，才允許站開始發(fā)送。所有站都必須同步于首先開始發(fā)送的才允許站開始發(fā)送。所有站都必須同步于首先開始發(fā)送的那個站的幀起始前沿。那個站的幀起始前沿。p 仲裁場仲裁場:仲裁場由標(biāo)識符和遠(yuǎn)程發(fā)送請求位組成。標(biāo)準(zhǔn)幀

38、中仲裁場由標(biāo)識符和遠(yuǎn)程發(fā)送請求位組成。標(biāo)準(zhǔn)幀中仲裁場為仲裁場為12位，擴(kuò)展幀中為位，擴(kuò)展幀中為32位。位。p 控制場控制場:6位，由位，由4位長度碼和位長度碼和2個保留位（必須為顯性）組個保留位（必須為顯性）組成，表示數(shù)據(jù)碼長度；成，表示數(shù)據(jù)碼長度；p 數(shù)據(jù)場數(shù)據(jù)場：由控制場確定字節(jié)數(shù)，可以為：由控制場確定字節(jié)數(shù)，可以為0-8個字節(jié)，每個字個字節(jié)，每個字節(jié)節(jié)8位，先發(fā)送最高有效位；位，先發(fā)送最高有效位；p CRC場場：16位，包括位，包括CRC校驗位和校驗位和1個個CRC界定符（隱性界定符（隱性位）；位）；p 應(yīng)答場應(yīng)答場：2位，包括應(yīng)答間隙和應(yīng)答界定符，位，包括應(yīng)答間隙和應(yīng)答界定符，2個隱性

39、位；個隱性位；p 幀結(jié)束幀結(jié)束：7個連續(xù)隱性位個連續(xù)隱性位29Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線3. 報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀p 仲裁場仲裁場(Arbitration Frame)：由標(biāo)識符和遠(yuǎn)程請求發(fā)送位：由標(biāo)識符和遠(yuǎn)程請求發(fā)送位(RTR)組成。組成。顯位顯位注：注：ID10-ID4，高，高7位不能全為隱位位不能全為隱位ID10-ID01111位標(biāo)識符位標(biāo)識符2048-16=2032為實際可用地址空間標(biāo)準(zhǔn)幀標(biāo)準(zhǔn)幀30Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線p隱性位代表隱性位代表1，顯性位代表，顯

40、性位代表0。p在仲裁場的標(biāo)識符中，若按在仲裁場的標(biāo)識符中，若按0、1計算的數(shù)值越小，計算的數(shù)值越小，則優(yōu)先級越高。因此，在整個網(wǎng)絡(luò)中，每個節(jié)點則優(yōu)先級越高。因此，在整個網(wǎng)絡(luò)中，每個節(jié)點的優(yōu)先級都是不同的（因為每個節(jié)點的節(jié)點號不的優(yōu)先級都是不同的（因為每個節(jié)點的節(jié)點號不同）。同）。p按照以上原則，按照以上原則，優(yōu)先級高的幀會自動屏蔽掉優(yōu)先優(yōu)先級高的幀會自動屏蔽掉優(yōu)先級低的幀。級低的幀。3.報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀幀的優(yōu)先級幀的優(yōu)先級31Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線3. 報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀p 控制控制場場

41、：數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)目數(shù)據(jù)長度碼DLC3DLC2DLC1DLC00dddd1dddr2ddrd3ddrr4drdd5drdr6drrd7drrr8rdddd:d:顯性顯性R:R:隱性隱性32Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線3. 報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀p 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)場場：由數(shù)據(jù)幀中被發(fā)送的數(shù)據(jù)組成，它可包括由數(shù)據(jù)幀中被發(fā)送的數(shù)據(jù)組成，它可包括08個字節(jié)，每個字節(jié)個字節(jié)，每個字節(jié)8位。首先發(fā)送的是最高有效位。位。首先發(fā)送的是最高有效位。p CRC場：場：包括包括CRC序列，后隨序列，后隨CRC界定符（隱位）界定符（隱位）。1347810141

42、5XXXXXXXCRC序列序列CRC場場CRC界定符界定符ACK場場33Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線1隱位隱位1隱位隱位7 隱位隱位1位位發(fā)送器發(fā)送器(11) -接收接收(01)- 3. 報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀p 應(yīng)答場應(yīng)答場(ACK)p 幀結(jié)束：每個數(shù)據(jù)幀由幀結(jié)束：每個數(shù)據(jù)幀由7個隱位組成的標(biāo)志序列界定個隱位組成的標(biāo)志序列界定在應(yīng)答場里，發(fā)送站發(fā)送兩個在應(yīng)答場里，發(fā)送站發(fā)送兩個“隱性隱性”位，當(dāng)接收器正確地接收到位，當(dāng)接收器正確地接收到有效的報文，接收器就會在應(yīng)答間隙期間向發(fā)送器發(fā)送有效的報文，接收器就會在應(yīng)答間隙期間向發(fā)

43、送器發(fā)送“顯性顯性”的的位以示應(yīng)答。位以示應(yīng)答。34Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線ID28ID18ID28ID03. 報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展幀標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展幀p 在在CAN2.0B存在兩種不同的幀格式，其主要區(qū)別在于標(biāo)存在兩種不同的幀格式，其主要區(qū)別在于標(biāo)識符的長度，具有識符的長度，具有11位標(biāo)識符的幀稱為標(biāo)準(zhǔn)幀，而包括位標(biāo)識符的幀稱為標(biāo)準(zhǔn)幀，而包括29位標(biāo)識符的幀稱為擴(kuò)展幀。位標(biāo)識符的幀稱為擴(kuò)展幀。35Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線3. 報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展

44、幀標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展幀SOFSRR11位標(biāo)識符位標(biāo)識符IDEr0DLC數(shù)據(jù)長度碼數(shù)據(jù)長度碼18位標(biāo)識符位標(biāo)識符RTRr1隱性位隱性位隱性位隱性位仲裁場仲裁場控制場控制場擴(kuò)展幀擴(kuò)展幀SOFRTR11位標(biāo)識符位標(biāo)識符顯性位顯性位IDE顯性位顯性位r0DLC數(shù)據(jù)長度碼數(shù)據(jù)長度碼數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼仲裁場仲裁場控制場控制場數(shù)據(jù)場數(shù)據(jù)場標(biāo)準(zhǔn)幀標(biāo)準(zhǔn)幀顯性位顯性位遠(yuǎn)程幀遠(yuǎn)程幀隱性位隱性位RTR：Remote Transmission RequestIDE：標(biāo)識符擴(kuò)展位：標(biāo)識符擴(kuò)展位(Identifier Extension Bit)DLC：Data Length CodeSRR：替代遠(yuǎn)程請求位：替代遠(yuǎn)程請求位(Subst

45、itute Remote Request Bit)36Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線3. 報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展幀標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展幀37Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線p激活為數(shù)據(jù)接收器的站可以借助于傳送一個遠(yuǎn)程幀初始激活為數(shù)據(jù)接收器的站可以借助于傳送一個遠(yuǎn)程幀初始化各自源節(jié)點數(shù)據(jù)的發(fā)送。遠(yuǎn)程幀由化各自源節(jié)點數(shù)據(jù)的發(fā)送。遠(yuǎn)程幀由6個不同分位場組個不同分位場組成：成： 幀起始、仲裁場、控制場、幀起始、仲裁場、控制場、CRC場、應(yīng)答場和幀結(jié)束場、應(yīng)答場和幀結(jié)束幀間空間遠(yuǎn)程幀幀間空間幀起始仲裁

46、場控制場CRC場ACK場幀結(jié)束或超載幀特點：特點：1、不存在數(shù)據(jù)場、不存在數(shù)據(jù)場2、仲裁場中、仲裁場中RTR為隱位；為隱位； 3、控制場中、控制場中DLC對應(yīng)數(shù)據(jù)場中的對應(yīng)數(shù)據(jù)場中的DLC3. 報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程幀遠(yuǎn)程幀38Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線p出錯幀由兩個不同場組成，第一個由來自各幀的錯誤出錯幀由兩個不同場組成，第一個由來自各幀的錯誤標(biāo)志疊加得到，后隨的第二個場是出錯界定符。標(biāo)志疊加得到，后隨的第二個場是出錯界定符。數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀出錯幀出錯幀錯誤標(biāo)志錯誤標(biāo)志錯誤標(biāo)志疊加錯誤標(biāo)志疊加錯誤界定符錯誤界定符幀間空間幀間空間或超

47、載幀或超載幀 錯誤標(biāo)志有兩種形式： 活動錯誤標(biāo)志：由6個連續(xù)的顯位組成 認(rèn)可錯誤標(biāo)志：由6個連續(xù)的隱位組成，除非被來自其他節(jié)點的顯位沖掉重寫。 出錯界定符包括8個隱位 錯誤標(biāo)志發(fā)送后，每個站都送出隱位，并監(jiān)視總線，直到檢測到隱位。 此后開始發(fā)送剩余的7個隱位。3. 報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)出錯幀出錯幀39Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線p超載幀包括兩個位場：超載標(biāo)志和超載界定符；超載幀包括兩個位場：超載標(biāo)志和超載界定符；p導(dǎo)致發(fā)送超載標(biāo)志的超載條件：導(dǎo)致發(fā)送超載標(biāo)志的超載條件：l要求延遲下一個數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀的接收器的內(nèi)部條件；要求延遲下一個數(shù)

48、據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀的接收器的內(nèi)部條件；l在間歇場檢測到顯位在間歇場檢測到顯位p超載標(biāo)志由超載標(biāo)志由6個顯位組成，超載界定符由個顯位組成，超載界定符由8個隱位個隱位組成。組成。幀結(jié)束或超載幀超載標(biāo)志超載標(biāo)志疊加超載界定符幀間空間或超載幀超載界定符錯誤界定符3. 報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)超載幀超載幀40Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線p若存在連續(xù)若存在連續(xù)6個顯位，則說明是出錯幀或超載幀，對個顯位，則說明是出錯幀或超載幀，對于出錯幀或超載幀的處理可以相同；于出錯幀或超載幀的處理可以相同；p否則，為數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀。若在仲裁場的否則，為數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀。若在

49、仲裁場的RTR(SRR)位為顯位，則為位為顯位，則為標(biāo)準(zhǔn)格式標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)幀；數(shù)據(jù)幀；p若若RTR(SRR)位為隱性，則可能是擴(kuò)展格式或遠(yuǎn)程幀。位為隱性，則可能是擴(kuò)展格式或遠(yuǎn)程幀。再檢查隨后的再檢查隨后的IDE(r1)位，若為顯性則為標(biāo)準(zhǔn)格式遠(yuǎn)位，若為顯性則為標(biāo)準(zhǔn)格式遠(yuǎn)程幀；程幀；p若若IDE(r1)位為隱性則為擴(kuò)展格式幀，此時檢查擴(kuò)展位為隱性則為擴(kuò)展格式幀，此時檢查擴(kuò)展格式的格式的RTR位位(即即18位標(biāo)識符后的位標(biāo)識符后的RTR位位)，若為顯性，若為顯性則為擴(kuò)展格式的數(shù)據(jù)幀，否則為擴(kuò)展格式的遠(yuǎn)程幀；則為擴(kuò)展格式的數(shù)據(jù)幀，否則為擴(kuò)展格式的遠(yuǎn)程幀；3.報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)如何區(qū)別四種

50、幀和標(biāo)準(zhǔn)如何區(qū)別四種幀和標(biāo)準(zhǔn)/擴(kuò)展幀擴(kuò)展幀41Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線SOFSRR11位標(biāo)識符位標(biāo)識符IDEr0DLC數(shù)據(jù)長度碼數(shù)據(jù)長度碼18位標(biāo)識符位標(biāo)識符RTRr1隱性位隱性位隱性位隱性位仲裁場仲裁場控制場控制場擴(kuò)展幀擴(kuò)展幀SOFRTR11位標(biāo)識符位標(biāo)識符顯性位顯性位IDE顯性位顯性位r0DLC數(shù)據(jù)長度碼數(shù)據(jù)長度碼數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼仲裁場仲裁場控制場控制場數(shù)據(jù)場數(shù)據(jù)場標(biāo)準(zhǔn)幀標(biāo)準(zhǔn)幀顯性位顯性位遠(yuǎn)程幀遠(yuǎn)程幀隱性位隱性位SOF：Start of FrameRTR：Remote Transmission RequestIDE：識別符擴(kuò)展位：識別符擴(kuò)展位

51、(Identifier Extension Bit)DLC：Data Length Code42Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線幀結(jié)束幀間空間間歇場總線空閑幀p數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀前面以幀間空間分開；數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀前面以幀間空間分開；p超載幀和出錯幀前面沒有幀間空間；超載幀和出錯幀前面沒有幀間空間；p幀間空間包括間歇場和總線空閑場；幀間空間包括間歇場和總線空閑場；p間歇場由間歇場由3個隱位個隱位組成，間歇期間不允許啟動發(fā)送數(shù)組成，間歇期間不允許啟動發(fā)送數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀，它僅起標(biāo)注超載條件的作用；據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀，它僅起標(biāo)注超載條件的作用；p總線空閑場為任意長度，

52、此時總線開放，任何需要發(fā)總線空閑場為任意長度，此時總線開放，任何需要發(fā)送的站均可訪問總線。送的站均可訪問總線。3.報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)幀間空間幀間空間43Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線在超載幀和出錯幀前面沒有幀間空間，并且多個超載幀前面也不在超載幀和出錯幀前面沒有幀間空間，并且多個超載幀前面也不被幀間空間分隔。被幀間空間分隔。3.報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)報文傳輸和幀結(jié)構(gòu)幀間空間幀間空間前一報文的發(fā)送器作為出錯認(rèn)可節(jié)點時：前一報文的發(fā)送器作為出錯認(rèn)可節(jié)點時：44Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線p填充錯誤

53、填充錯誤：在應(yīng)使用位填充方法進(jìn)行編碼的報文中，：在應(yīng)使用位填充方法進(jìn)行編碼的報文中，出現(xiàn)了第出現(xiàn)了第6個連續(xù)相同的位電平時，將檢出一個位填個連續(xù)相同的位電平時，將檢出一個位填充錯誤；充錯誤；4. CAN通信中的幾個問題通信中的幾個問題-5種錯誤類型種錯誤類型位填充場合：位填充場合：數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀：數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀：SOF、仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場、仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場、 CRC序列序列p位錯誤位錯誤：向總線發(fā)送一位的單元同時也在監(jiān)視總線，：向總線發(fā)送一位的單元同時也在監(jiān)視總線，當(dāng)發(fā)現(xiàn)總線上數(shù)值與送出的位不同時，則在該位時刻當(dāng)發(fā)現(xiàn)總線上數(shù)值與送出的位不同時，則在該位時刻檢測到一個位錯誤。檢測到一個

54、位錯誤。例外：例外：仲裁場的填充位流期間或應(yīng)答間隙送出隱性位而檢測到顯性位；仲裁場的填充位流期間或應(yīng)答間隙送出隱性位而檢測到顯性位；送出認(rèn)可錯誤標(biāo)注的發(fā)送器在檢測到顯性位時。送出認(rèn)可錯誤標(biāo)注的發(fā)送器在檢測到顯性位時。45Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線pCRC錯誤錯誤：接收器計算結(jié)果與接收到的：接收器計算結(jié)果與接收到的CRC 序列不序列不相同，則檢出一個相同，則檢出一個CRC錯誤；錯誤；p形式錯誤形式錯誤：當(dāng)固定形式的位場中出現(xiàn)一個或多個非法：當(dāng)固定形式的位場中出現(xiàn)一個或多個非法位時，則檢出一個形式錯誤；位時，則檢出一個形式錯誤；p應(yīng)答錯誤應(yīng)答錯誤：

55、在應(yīng)答間隙，發(fā)送器未檢測到顯位時，則：在應(yīng)答間隙，發(fā)送器未檢測到顯位時，則由它檢出一個應(yīng)答錯誤。由它檢出一個應(yīng)答錯誤。4. CAN通信中的幾個問題通信中的幾個問題- 5種錯誤類型種錯誤類型應(yīng)答場組成應(yīng)答場組成46Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線p 當(dāng)檢測到當(dāng)檢測到CRCCRC錯誤時，出錯標(biāo)志在應(yīng)答定界符后面那一位錯誤時，出錯標(biāo)志在應(yīng)答定界符后面那一位開始發(fā)送，除非其他出錯條件的錯誤標(biāo)志已經(jīng)開始發(fā)送。開始發(fā)送，除非其他出錯條件的錯誤標(biāo)志已經(jīng)開始發(fā)送。4. CAN通信中的幾個問題通信中的幾個問題-出錯幀的發(fā)送出錯幀的發(fā)送p 檢測到出錯條件的站通過發(fā)送錯誤

56、標(biāo)志進(jìn)行標(biāo)定。檢測到出錯條件的站通過發(fā)送錯誤標(biāo)志進(jìn)行標(biāo)定。p 當(dāng)任何站檢出位錯誤、填充錯誤、形式錯誤、應(yīng)答錯誤當(dāng)任何站檢出位錯誤、填充錯誤、形式錯誤、應(yīng)答錯誤時，由該站在下一位開始送出錯誤標(biāo)志。時，由該站在下一位開始送出錯誤標(biāo)志。47Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線p 總線關(guān)閉：總線關(guān)閉：總線關(guān)閉狀態(tài)不允許單元對總線有任何影響總線關(guān)閉狀態(tài)不允許單元對總線有任何影響( (如輸出驅(qū)動器關(guān)閉如輸出驅(qū)動器關(guān)閉) )。4. CAN通信中的幾個問題通信中的幾個問題-錯誤界定錯誤界定p 錯誤激活錯誤激活(error active)(error active)：錯誤

57、激活單元可以照常參與總：錯誤激活單元可以照常參與總線通信，并且當(dāng)檢測到錯誤時，送出一個活動錯誤標(biāo)志。線通信，并且當(dāng)檢測到錯誤時，送出一個活動錯誤標(biāo)志。( (連續(xù)顯位連續(xù)顯位) )p 錯誤認(rèn)可錯誤認(rèn)可(error passive)(error passive)：不允許錯誤認(rèn)可節(jié)點送出活：不允許錯誤認(rèn)可節(jié)點送出活動錯誤標(biāo)志，它可參與總線通信，但當(dāng)檢測到錯誤時，動錯誤標(biāo)志，它可參與總線通信，但當(dāng)檢測到錯誤時，只能送出認(rèn)可錯誤標(biāo)志。并且發(fā)送后仍被錯誤認(rèn)可，直只能送出認(rèn)可錯誤標(biāo)志。并且發(fā)送后仍被錯誤認(rèn)可，直到下次發(fā)送初始比。到下次發(fā)送初始比。 ( (連續(xù)隱位連續(xù)隱位) )48Beijing Instit

58、ute of TechnologyCAN總線總線4. CAN通信中的幾個問題通信中的幾個問題-錯誤界定錯誤界定p 為了界定故障，在每個總線單元中都設(shè)有兩種計數(shù)：為了界定故障，在每個總線單元中都設(shè)有兩種計數(shù)：p 發(fā)送出錯計數(shù)發(fā)送出錯計數(shù)：送出出錯標(biāo)志加：送出出錯標(biāo)志加8,8,有例外有例外- -錯誤認(rèn)可、位錯誤認(rèn)可、位填充；發(fā)送成功減填充；發(fā)送成功減1 1直到直到0 0；達(dá)到；達(dá)到128128進(jìn)錯誤認(rèn)可、達(dá)到進(jìn)錯誤認(rèn)可、達(dá)到256256進(jìn)總線關(guān)閉；進(jìn)總線關(guān)閉；p 接收出錯計數(shù)接收出錯計數(shù)：接收出錯加：接收出錯加1(1(有例外有例外) )；送出錯誤標(biāo)志后；送出錯誤標(biāo)志后仍檢出顯位加仍檢出顯位加8 8

59、；位錯誤加；位錯誤加8;8;成功接收減成功接收減1 1直到直到0;0;達(dá)到達(dá)到128128進(jìn)錯誤認(rèn)可進(jìn)錯誤認(rèn)可49Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線4. CAN通信中的幾個問題通信中的幾個問題-位定時與同步位定時與同步p 正常位速率正常位速率：在非重同步情況下，借助理想發(fā)送器每秒發(fā)：在非重同步情況下，借助理想發(fā)送器每秒發(fā)送的位數(shù)。正常位時間為正常位速率的倒數(shù)。送的位數(shù)。正常位時間為正常位速率的倒數(shù)。p 正常位時間可分為幾個互不重疊的時間段：同步段正常位時間可分為幾個互不重疊的時間段：同步段(SS)(SS)、傳播段傳播段(PTS)(PTS)、相位緩沖段、

60、相位緩沖段1(PBS1)1(PBS1)和相位緩沖段和相位緩沖段2(PBS2)2(PBS2)：采樣點采樣點相位緩沖段相位緩沖段1 1相位緩沖段相位緩沖段2 2同步段同步段傳播段傳播段一位時間（設(shè)為一位時間（設(shè)為1010個時間份額）個時間份額）2_1_segphasesegphasesegpropsegsyncNBTttttt50Beijing Institute of TechnologyCAN總線總線4. CAN通信中的幾個問題通信中的幾個問題-位定時與同步位定時與同步p 同步段同步段：用于總線上各節(jié)點的同步，為此，段內(nèi)需要一個跳變沿；：用于總線上各節(jié)點的同步，為此，段內(nèi)需要一個跳變沿；p 傳