文档介绍：该【用于汽车电子的CAN、LIN、MOST总线 基础知识 】是由【1781111****】上传分享，文档一共【9】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【用于汽车电子的CAN、LIN、MOST总线 基础知识 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成员离开合资项目终止。但Allen-Bradley公司和Honeywell公司各自继续从事这项工作。这导致产生了两个高层协议:“”和“SmartDistributedSystem(SDS)”,而且这2个协议在较低层的通讯层上非常相似。在1994年早些时候,Allen-的组织“VendorAssociation(ODVA)”。而Honeywell则放弃了在SDS方面的努力,使得SDS更象Honeywell公司的内部解决方案。特别为工厂自动控制而定制,因此,使其成为类似Profibus-DP和Interbus协议的有力竞争者。倘若仅从即插即用的功能考虑,已经成为美国特定应用领域中的领导者。在欧洲,一些公司在尝试使用CAL。尽管CAL在理论上正确,并在工业上可以投入应用,但每个用户都必须设计一个新的子协议,因为CAL是一个真正的应用层。CAL可以被看作一个应用CAN方案的必要理论步骤,但在这一领域它不会被推广。从1993年起,在EspritprojectASPIC范围内,由***领导的欧洲协会研究出一个原型,由此发展成为CANopen。它是一个基于CAL的子协议,用于产品部件的内部网络控制。在理论方面,来自德国Reutlingen的AppliedScience大学教授GerhardGruhler博士和来自Newcastle(UK)大学的MohammedFarsi积极参与,均是其中最成功的活跃分子之一。在项目完成之后,CANopen规范移交给CiA组织,由其进行维护与发展。在1995年,CiA发表了完整版的CANopen通讯子协议;仅仅用了5年的时间,它已成为全欧洲最重要的嵌入式网络标准。CANopen不仅定义了应用层和通讯子协议,也为可编程系统、不同器件、接口、应用子协议定义了页状态,这也就是工业领域(比如:打印机、海事应用、医疗系统)决定使用CANopen的一个重要原因。和CANopen,是两个定位于不同市场的标准应用层协议(EN50325)。适合于工厂自动化控制;CANopen适合于所有机械的嵌入式网络。这又造就了两个不同的应用范围,因此,有必要定义应用层的规范历史(可以将一些特定的大量嵌入式系统排除在外)。CAN前景展望尽管CAN协议已经有15年的历史,但它仍处在改进之中。从2000年开始,一个由数家公司组成的ISO任务组织定义了一种时间触发CAN报文传输的协议。BerndMueller博士、ThomasFuehrer、***公司人员和半导体工业专家、学术研究专家将此协议定义为“时间触发通讯的CAN(TTCAN)”,计划在将来标准化为ISO11898-4。这个CAN的扩展已在硅片上实现,不仅可实现闭环控制下支持报文的时间触发传输,而且可以实现CAN的x-by-wire应用。因为CAN协议并未改变,所以,在同一个的物理层上,既可以实现传输时间触发的报文,也可以实现传输事件触发的报文。TTCAN将为CAN延长5-10年的生命期。现在,CAN在全球市场上仍然处于起始点,当得到重视时,谁也无法预料CAN总线系统在下一个10-15年内的发展趋势。这里需要强调一个现实:近几年内,美国和远东的汽车厂商将会在他们所生产汽车的串行部件上使用CAN。另外,大量潜在的新应用(例如:娱乐)正在呈现——不仅可用于客车,也可用于家庭消费。同时,结合高层协议应用的特殊保安系统对CAN的需求也正在稳健增长。德国专业委员会BIA和德国安全标准权威T躒已经对一些基于CAN的保安系统进行了认证。CANopen-Safety是第一个获得BIA许可的CAN解决方案,-Safety也会马上跟进。全球分级协会的:..领导者之一,GermanischerLloyd正在准备提议将CANopen固件应用于海事运输。在其他事务中,规范定义可以通过自动切换将CANopen网络转换为冗余总线系统。CAN历史事件一览表1983:Startofthe***internalprojecttodevelopanin-work1986:OfficialintroductionofCANprotocol1987:FirstCANcontrollerchipsfromIntelandPhilipsSemiconductors1991:***’:CANKingdomCAN-basedhigher-layerprotocolintroducedbyKvaser1992:CANinAutomationinternationalusersandmanufacturersgroupestablished1992:CANApplicationLayer(CAL)protocolpublishedbyCiA1992:FirstcarsfromMercedes-work1993:ISO11898standardpublished1994:1stinternationalCANConference(anizedbyCiA1994:protocolintroductionbyAllen-Bradley1995:ISO11898amendment(extendedframeformat)published1995:CANopenprotocolpublishedbyCiA2000:Developmentofthetime-municationprotocolforCAN(TTCAN)CAN基本知识什么是CAN?CAN,全称为“work”,即控制器局域网,是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初,CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯,在车载各电子控制装置ECU之间交换信息,形成汽车电子控制网络。比如:发动机管理系统、变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中,均嵌入CAN控制装置。一个由CAN总线构成的单一网络中,理论上可以挂接无数个节点。实际应用中,节点数目受网络硬件的电气特性所限制。例如,当使用PhilipsP82C250作为CAN收发器时,同一网络中允许挂接110个节点。CAN可提供高达1Mbit/s的数据传输速率,这使实时控制变得非常容易。另外,硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。CAN是怎样发展起来的?CAN最初出现在80年代末的汽车工业中,由德国***公司最先提出。当时,由于消费者对于汽车功能的要求越来越多,而这些功能的实现大多是基于电子操作的,这就使得电子装置之间的通讯越来越复杂,同时意味着需要更多的连接信号线。提出CAN总线的最初动机就是为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯,减少不断增加的信号线。于是,他们设计了一个单一的网络总线,所有的外围器件可以被挂接在该总线上。1993年,CAN已成为国际标准ISO11898(高速应用)和ISO11519(低速应用)。CAN是一种多主方式的串行通讯总线,基本设计规范要求有高的位速率,高抗电磁干扰性,而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到10Km时,CAN仍可提供高达50Kbit/s的数据传输速率。由于CAN总线具有很高的实时性能,因此,CAN已经在汽车工业、航空工业、工业控制、安全防护等领域中:..得到了广泛应用。CAN是怎样工作的?CAN通讯协议主要描述设备之间的信息传递方式。CAN层的定义与开放系统互连模型(OSI)一致。每一层与另一设备上相同的那一层通讯。实际的通讯发生在每一设备上相邻的两层,而设备只通过模型物理层的物理介质互连。CAN的规范定义了模型的最下面两层:数据链路层和物理层。下表中展示了OSI开放式互连模型的各层。应用层协议可以由CAN用户定义成适合特别工业领域的任何方案。已在工业控制和制造业领域得到,这是为PLC和智能传感器设计的。在汽车工业,许多制造商都应用他们自己的标准。表1OSI开放系统互连模型应用层最高层。用户、软件、网络终端等之间用来进行信息交换。如:表示层将两个应用不同数据格式的系统信息转化为能共同理解的格式会话层依靠低层的通信功能来进行数据的有效传递。传输层两通讯节点之间数据传输控制。操作如:数据重发,数据错误修复网络层规定了网络连接的建立、维持和拆除的协议。如:路由和寻址数据链路层规定了在介质上传输的数据位的排列和组织。如:数据校验和帧结构物理层规定通讯介质的物理特性。如:电气特性和信号交换的解释CAN能够使用多种物理介质,例如双绞线、光纤等。最常用的就是双绞线。信号使用差分电压传送,两条信号线被称为“CAN_H”和“CAN_L”,,此时状态表示为逻辑“1”,也可以叫做“隐性”。用CAN_H比CAN_L高表示逻辑“0”,称为“显形”,此时,通常电压值为:CAN_H==。-CAN有哪些特性?CAN具有十分优越的特点,使人们乐于选择。这些特性包括:􀁺低成本􀁺极高的总线利用率􀁺很远的数据传输距离(长达10Km)􀁺高速的数据传输速率(高达1Mbit/s)􀁺可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文􀁺可靠的错误处理和检错机制􀁺发送的信息遭到破坏后,可自动重发:..􀁺节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能􀁺报文不包含源地址或目标地址,仅用标志符来指示功能信息、优先级信息Philips制造的CAN芯片有哪些?表2CAN芯片一览表类别型号备注P87C591替代P87C592CAN微控制器XAC3716位MCUCAN独立控制器SJA1000替代82C200PCA82C250高速CAN收发器PCA82C251高速CAN收发器PCA82C252容错CAN收发器TJA1040高速CAN收发器TJA1041高速CAN收发器TJA1050高速CAN收发器TJA1053容错CAN收发器CAN收发器TJA1054容错CAN收发器LIN收发器TJA1020LIN收发器什么是CSMA/CD?:..CSMA/CD是“载波侦听多路访问/冲突检测”(esswithCollisionDetect)的缩写。利用CSMA访问总线,可对总线上信号进行检测,只有当总线处于空闲状态时,才允许发送。利用这种方法,可以允许多个节点挂接到同一网络上。当检测到一个冲突位时,所有节点重新回到‘监听’总线状态,直到该冲突时间过后,才开始发送。在总线超载的情况下,这种技术可能会造成发送信号经过许多延迟。为了避免发送时延,可利用CSMA/CD方式访问总线。当总线上有两个节点同时进行发送时,必须通过“无损的逐位仲裁”方法来使有最高优先权的的报文优先发送。在CAN总线上发送的每一条报文都具有唯一的一个11位或29位数字的ID。CAN总线状态取决于二进制数‘0’而不是‘1’,所以ID号越小,则该报文拥有越高的优先权。因此一个为全‘0’标志符的报文具有总线上的最高级优先权。可用另外的方法来解释:在消息冲突的位置,第一个节点发送0而另外的节点发送1,那么发送0的节点将取得总线的控制权,并且能够成功的发送出它的信息。CAN的高层协议CAN的高层协议(也可理解为应用层协议)是一种在现有的底层协议(物理层和数据链路层)之上实现的协议。高层协议是在CAN规范的基础上发展起来的应用层。许多系统(像汽车工业)中,可以特别制定一个合适的应用层,但对于许多的行业来说,这种方法是不经济的。一些组织已经研究并开放了应用层标准,以使系统的综合应用变得十分容易。一些可使用的CAN高层协议有:制定组织主要高层协议CiACAL协议CiACANOpen协议协议HoneywellSDS协议KvaserCANKingdom协议什么是标准格式CAN和扩展格式CAN?标准CAN的标志符长度是11位,而扩展格式CAN的标志符长度可达29位。。同时,,CAN控制器的标志符长度可以是11位或29位。。,则CAN控制器只能发送和接收11位标识符的标准格式报文,而忽略扩展格式的报文结构,但不会出现错误。目前,,即支持29位标识符的扩展格式报文结构。CAN总线的特点及J1939协议通信原理、内容和应用众多国际知名汽车公司早在20世纪80年代就积极致力于汽车网络技术的研究及应用。迄今已有多种网络标准,如专门用于货车和客车上的SAE的J1939、德国大众的ABUS、***的CAN、美国商用机器的AutoCAN、ISO的VAN、等。在我国的轿车中已基本具有电子控制和网络功能,排放和其他指标达到了一定的要求。但货车和客车在这方面却远未能满足排放法规的要求。计划到2006年,北京地区的货车和客车的排放要满足欧Ⅲ标准。因此,:..为了满足日益严格的排放法规,载货车和客车中也必须引入计算机及控制技术。采用控制器局域网和国际公认标准协议J1939来搭建网络,并完成数据传输,以实现汽车内部电子单元的网络化是一种迫切的需要也是必然的发展趋势。1CAN总线特点及其发展控制器局域网络(CAN)是德国Robert***公司在20世纪80年代初为汽车业开发的一种串行数据通信总线。CAN是一种很高保密性,有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。CAN的应用范围遍及从高速网络到低成本底多线路网络。在自动化电子领域、发动机控制部件、传感器、抗滑系统等应用中,CAN的位速率可高达1Mbps。同时,它可以廉价地用于交通运载工具电气系统中,如灯光聚束、电气窗口等,可以替代所需要的硬件连接。它采用线性总线结构,每个子系统对总线有相同的权利,即为多主工作方式。CAN网络上任意一个节点可在任何时候向网络上的其他节点发送信息而不分主从。网络上的节点可分为不通优先级,满足不同的实时要求。采用非破坏性总线裁决技术,当两个节点(即子系统)同时向网络上传递信息时,优先级低的停止数据发送,而优先级高的节点可不受影响地继续传送数据。具有点对点、一点对多点及全局广播接收传送数据的功能。随着CAN在各种领域的应用和推广,对其通信格式的标准化提出了要求。1991年9月PhilipsSemiconductors制定并发布了CAN技术规范()。该技术包括A和B两部分。,。1993年11月ISO颁布了道路交通运输工具-数据信息交换-高速通信局域网(CAN)国际标准ISO11898,为控制局域网的标准化和规范化铺平了道路。美国的汽车工程学会SAE于2000年提出的J1939,成为货车和客车中控制器局域网的通用标准。。主要运用于载货车和客车上。。,及J1939协议所定义的格式。表2则给出了J1939年的一个协议报文单元的具体格式。可以看出,J1939标识符包括RIORTY(优先权位);R(保留位);DP(数据页位);PDUFORMAAT(协议数据单元);PDUSPECIFIC(扩展单元)和SOURCEADDRESS(源地址)。而报文单元还包括64位的数据场。