CAN总线简介

CAN总线特性

CAN总线的分层结构

CAN总线简介

1991年9月Bosch公司制定并发布了CAN技术规范(Version2．0)。该技术规范包括A和B两部分。2．0A

给出了曾在CAN技术规范版本1．2中定义的CAN报文格式，而2．0B给出了标准的和可扩展的两种CAN报

文格式。此后，1993年11月ISO正式颁布了道路交通运输工具数字交换高速通信控制器局部网国际标

准(1SOll898m高速CAN)以及低速标准(ISOll519—低速CAN)。美国汽车工程师学会(sAE)等组织和团体

也以CAN协议为基础颁布本组织的标准，遵循IS0／osI标准模型，CAN总线分为数据链路层和物理层。

在CAN2．0标准中对数据链路层和物理层进行了详细的定义，其中物理层具有很大的灵活性，方便用

户根据实际情况进行选择。

CAN总线特性

CAN总线是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤。CAN协议采用通信数据块进行编

码，取代了传统的站地址编码，使网络内的节点数在理论上不受限制。由于CAN总线具有较强的纠错能力、支持差分收发，因而适合高干扰环境，并具有较远的传输距离。CAN特性如下：

第一，CAN是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。

第二，CAN协议遵循ISO／OSI参考模型，采用了其中的物理层、数据链路层和应用层。

第三，CAN可以多主方式工作，网络上任意一个节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，而不分主从，节点之间有优先级之分，因而通信方式灵活；CAN采用非破坏性逐位仲裁技术，优先级发送，节省了总线冲突仲裁时间，在重负载下性能良好；CAN可以点对点、一点对多点(成组)及全局广播等方式传送和接收数据。第四，CAN的直接通信距离最远可达10000m(传输速率为5kbit／s)；最高通信速率可达1Mbit／s(传输距离为40m)。

第五，CAN上的节点数可达110个。

第六，CAN数据链路层采用短帧结构，每一帧为8个字节，易于纠错；CAN每帧信息都有CRC校验及其他

检错措施，有效地降低了数据的错误率；CAN节点在错误严重的情况下，具有自动关闭功能，使总线上其他节点不受影响。

第七，信号调制解调方式采用不归零(NRZ)编码／解码方式，并采用插入填充位技术。

第八，数据位具有显性“0”(Dominantbit)和隐性“1”(Recessivebit)两种逻辑值，采用时钟同步技术，具有硬件自同步和定时时间自动跟踪功能。

CAN总线的分层结构

LLC子层的主要功能是：为数据传送和远程数据请求提供服务，确认由LLC子层接收的报文已被接收，并为恢复管理和通知超载提供信息。MAC子层的功能主要是传送规则，亦即控制帧的结构、执行仲裁、错误检测、出错标定和故障界定。物理层的功能是有关全部电气特性在不同节点问的实际传送。

CAN技术规范2．0B定义了数据链路中的MAC子层和LLC子层的一部分，并描述与CAN有关的外层。物理

层定义了信号怎样进行发送，因而，涉及位定时、位编码元和同步的描述。在这部分技术规范中，未定义物理层中的驱动器港收器特性，以便设计时根据具体应用，对发送媒体和信号电平进行优化。

MAC子层是CAN协议的核心，它描述由LLC子层接收到的报文和对LLC子层发送的认可报文。MAC子层可

响应报文帧、仲裁、应答、错误检测标定。MAC子层由称为故障界定的一个管理实时监控，它具有识别永久故障或短暂扰动的自检机制。LLC子层的主要功能是报文滤波、超载通知和恢复管理。

按照IEEES02．2和802．3标准，物理层划分为：

1)物理信令(PLS—Physical Signaling)；

2)物理媒体附属装置(PMA-physical Medium Attachment)：

3)媒体相关接EI(MDI—Medium Dependent Interface)o

数据链路层划分为：

1)逻辑链路控带iJ(LLC．Logic Lilll Contr01)；

2)媒体访问控目iiJ(MAC．Medium Access Contr01)

1991年9月Philips Semiconductors制订并发布TCAN技术规范(Version 2．∞。该技术规范主要包括A和B两部分。CAN2．0A给出了CAN报文的标准格式，而CAN2．0B则给出了标准和扩展的两种格式。ISO组织于1993年11月正式颁布了道路交通运输工具—数据信息交换一高速通信控制器局域网(CAN)国际标准IS011898。