CAN總線的基本結(jié)構(gòu)組成？為什么CAN總線會(huì)應(yīng)用于汽車行業(yè)？

關(guān)于CAN總線，其特點(diǎn)如下：

? 它使用一對(duì)雙絞線電纜。

? 可在同一個(gè)CAN 總線上可以連接多個(gè)ECU。

? 減少了重量和電線成本。

? 減少了錯(cuò)誤的發(fā)生。

? 可快速交換數(shù)據(jù)。其使用仲裁過程，因此最高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)可獲得總線的訪問權(quán)。

? 提升了應(yīng)用范圍。

? 標(biāo)準(zhǔn)的CAN 2.0允許11位的數(shù)據(jù)傳輸（這意味著，總共可以引入2048條不同的獨(dú)特信息）。

? 擴(kuò)展的CAN 2.0允許29位數(shù)據(jù)傳輸。（高達(dá)536億多條信息）。

CAN 總線的基本結(jié)構(gòu)

基本的CAN 總線布局只包括兩根在兩端終止的雙絞線。ECU 或任何需要通信的系統(tǒng)都可以連接到這些導(dǎo)線上，因此可以滿足任何數(shù)量的ECU 去連接。

圖中顯示了一個(gè)CAN 總線的常規(guī)布局

CAN 總線遵循一個(gè)簡(jiǎn)單的原則，即向每個(gè)愿意下載的人提供數(shù)據(jù)。這就像在一個(gè)地鐵站里，在不同的時(shí)間有各種公告，對(duì)于那些把這些數(shù)據(jù)視為重要信息的人來說，他們會(huì)采取行動(dòng)，而其他人則會(huì)忽略這些數(shù)據(jù)。類似地，總線為線路上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)提供了數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)它有用的節(jié)點(diǎn)接受它，其余的節(jié)點(diǎn)則忽略它。在總線上，數(shù)據(jù)是在優(yōu)先級(jí)的基礎(chǔ)上工作，而節(jié)點(diǎn)的功能也類似。從技術(shù)上講，不存在主從調(diào)整，即這里的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是一個(gè)主站節(jié)點(diǎn)。

電壓水平：標(biāo)準(zhǔn)的CAN 總線工作在5V 的差分信號(hào)上。

一個(gè)理想的 0 標(biāo)志著傳輸?shù)娘@性模式，而一個(gè)完美的 1 標(biāo)志著傳輸?shù)碾[性模式。另外，顯性模式和隱性模式的安排決定了數(shù)據(jù)總線的情況。顯性狀態(tài)永遠(yuǎn)高于隱性狀態(tài)。

標(biāo)準(zhǔn)CAN總線中的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)（11位）

? 幀起始（SOF）:即幀的開始，標(biāo)志著數(shù)據(jù)幀的開始（一個(gè)顯性0）。

? 地址字段（ADDRESS FIELD）:該字段決定數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)。地址越低，其優(yōu)先級(jí)越高，顯性0數(shù)量最多的地址將擁有最高的優(yōu)先權(quán)，此外，沒有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)傳輸相同的信息地址。

? 遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位（RTR）：遠(yuǎn)程傳輸請(qǐng)求用于向節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求數(shù)據(jù)，這些節(jié)點(diǎn)不需要連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)任何節(jié)點(diǎn)希望與另一個(gè)特定的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，就可以使用這個(gè)方法；這將直接減少了總線上的擁堵，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)之間進(jìn)行直接通信。

? 仲裁段（ARBITRATION FIELD）：仲裁過程是幫助決定哪一個(gè)節(jié)點(diǎn)在給定的時(shí)間點(diǎn)上扮演主人的角色。當(dāng)另一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸邏輯0時(shí)，任一節(jié)點(diǎn)傳輸一個(gè)邏輯1，就會(huì)退出或失去仲裁。這意味著傳輸?shù)谝粋€(gè) 1 的節(jié)點(diǎn)失去了仲裁，占優(yōu)勢(shì)的 0 總是獲勝。仲裁失敗的節(jié)點(diǎn)重新排隊(duì)等待其信息的重新傳輸，幀位流繼續(xù)無差錯(cuò)地傳輸，直到只剩下一個(gè)節(jié)點(diǎn)在傳輸。

? 擴(kuò)展標(biāo)識(shí)符位（IDE）：識(shí)別符擴(kuò)展位，用于擴(kuò)展或以后使用。一個(gè)隱性的IDE將引出另外 18 位的地址。

? 儲(chǔ)備位（RSRV）：顧名思義，它是為將來的升級(jí)而保留的。

? DLC:數(shù)據(jù)長(zhǎng)度代碼（0-8字節(jié)）。

? 數(shù)據(jù)(DATA)。用戶定義的數(shù)據(jù)（0-64 位）。

? 循環(huán)校驗(yàn)段(CRC)：循環(huán)冗余檢查，用于檢測(cè)錯(cuò)誤以及數(shù)據(jù)是否損壞。

? 確認(rèn)段(ACK)：接收端的確認(rèn)。

? 幀結(jié)束(EOF)：幀結(jié)束（7位隱性1s）。

在這里，人們需要理解的是，無論優(yōu)先級(jí)順序如何，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)得到它的信息。

為什么CAN 總線會(huì)應(yīng)用于汽車行業(yè)

CAN 總線最開始是為汽車發(fā)明的。在此之前，車輛中的每個(gè)電子設(shè)備都是用電線與其他設(shè)備連接的，當(dāng)需要連接的設(shè)備系統(tǒng)數(shù)量較少時(shí)， 這可能很方便，但是隨著復(fù)雜性的不斷增加， 電線根本不可能實(shí)現(xiàn)連接。

因此，CAN 總線是專門為支持和實(shí)現(xiàn)汽車的高速和高效通信而開發(fā)的。

使用控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)即CAN 總線，每個(gè)ECU 可以與其他所有ECU 進(jìn)行通信，并且無需復(fù)雜的專用布線，從而減少了電纜長(zhǎng)度、成本以及由于不必要的布線而導(dǎo)致的車輛重量。在Influx，我們致力于創(chuàng)造值得信賴的與眾不同的工程數(shù)據(jù)以及汽車數(shù)據(jù)記錄解決方案，專注于CAN 總線數(shù)據(jù)記錄儀，CAN 總線儀表模塊，CAN 總線軟件工具。

而CAN 作為一個(gè)強(qiáng)大的車輛總線標(biāo)準(zhǔn)，在沒有主機(jī)的情況下也允許微控制器和設(shè)備的應(yīng)用可以相互通信。

使用CAN 總線也會(huì)存在幾個(gè)缺點(diǎn)：

? CAN 總線的電線最長(zhǎng)為40米。因此節(jié)點(diǎn)的數(shù)量也限制在一個(gè)點(diǎn)上

? CAN 總線與其他網(wǎng)絡(luò)相比要貴一些，所以其故障排除和維護(hù)的成本很高。