文档介绍:CAN()总线
1
性能特点
CAN属于总线式串行通信网络,其数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。特点如下:
多主方式:P8
信息分级,高优先级先传输
非破坏性总线仲裁技术
通信方式:点对点、一点对多点、全局广播
通信距离、速率 距离(40M-10KM) ,速率(1Mb/s-5Kb/s)
2
节点数:取决于总线驱动电路,可达110个;报文标识符2032种
传输格式:短帧结构
检错:CRC校验
通信介质选择灵活
节点自动关闭输出功能(出错严重)
3
技术规范
基本概念:
报文:格式不同,长度不同
信息路由(CAN节点不使用任何有关系统结构的信息)
-系统灵活性:节点接入灵活
-报文通信:标识符ID(不指出报文的目的,描述数据的含义),报文滤波
-成组:接收,激活
-数据相容性:借助成组和出错处理达到
4
位速率:不同系统不同速率;系统给定,速率惟一且固定
优先权:标识符定义
远程数据请求
(需要数据的节点)发送远程帧→请求(有该数据的节点)→发送数据帧
该数据帧与对应远程帧具有相同标识符ID
多主站
仲裁
CAN总线以报文为单位进行数据传送,报文的优先级结合在11位标识符中,具有最低二进制数的标识符有最高的优先级。这种优先级一旦在系统设计时被确立后就不能再被更改。总线读取中的冲突可通过位仲裁解决。
5
如:当几个站同时发送报文时,站1的报文标识符为011111,站2的报文标识符为,站3的报文标识符为。所有标识符都有相同的两位01,直到第3位进行比较时,站1的报文被丢掉,因为它的第3位为高,而其它两个站的报文第3位为低。站2和站3报文的4、5、6位相同,直到第7位时,站3的报文才被丢掉(逐位仲裁)。
注意:标识符ID相同时,数据帧优先于远程帧。
这种非破坏性位仲裁方法的优点在于:在网络最终确定哪一个站的报文被传送以前,报文的起始部分已经在网络上传送了。所有未获得总线读取权的站都成为具有最高优先权报文的接收站,并且不会在总线再次空闲前发送报文。
6
安全性:出错率极低
检错措施:发送自检、循环冗余校验、位填充和报文格式检查。
出错标注和恢复时间
已损报文→检出节点标注→失效→自动重发
恢复时间最多为29个位时间。
故障界定
连接:单元总数受限于延迟时间和总线的电气负载。
7
单通道:借助数据重同步实现信息传输。
总线数值表示:显性或隐性电平,显位优先。
应答:回答相容报文,标注不相容报文。
睡眠方式及唤醒
-睡眠方式:无任何内部活动
-唤醒:任何总线激活或者系统的内部条件
-专用唤醒报文:rrr rrrd rrrr,r为隐位,d为显位。
8
CAN协议的分层结构
LLC:为数据传送和远
数据链路层 程请求提供服务
MAC:传送规则、位定时
物理层:有关全部电气特性不同在节
点间的实际传送
物理层:位定时、位编码、同步
MAC子层:核心。响应报文帧、仲裁、
应答、错误检测和标定。
LLC子层 :管理报文滤波、超载通知、
恢复管理
9
报文传送及其帧结构
报文发送器:发出报文的单元
实际有效时刻:帧结束末尾一直未出错,报文有效;报文受损,按优先权自动重发。
报文接收器:不是报文发送器,总线非空闲
实际有效时刻:帧结束的最后一位一直未出错,有效。
位填充规则
一帧(帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC序列)报文中的每一位都由非归零码表示,可保证位编码的最大效率。然而,如果在一帧报文中有太多相同电平的位,就有可能失去同步。
10