CAN總線協議的特點總結
相信大家通過一系列的CAN總線協議文章,對這個總線協議也有了一定的了解了。現在我們來對這個協議進行一下總結。首先還是讓我們來了解一下CAN總線協議的CAN總線協議的位定時要求,之后我們在對CAN總線協議的特點進行一下分析。
CAN總線協議的位定時要求
標稱位速率是指理想發送器在沒有重新同步的情況下每秒發送的位數量。標稱位速率的倒數即為標稱位時間。不同的CAN系統中,CAN的位速率不同。但在一個給定的CAN系統中,位速率是一定的,其最大值受所選用的CAN控制器類型、收發器和物理介質等因素的影響,可在一定范圍內自由設定。CAN總線的數據傳輸速率最高可達1Mbit/s,通常用石英晶體振蕩器作為時鐘發生器,可以獨立地進行位定時的參數設置,這樣即使網絡中節點之間的時鐘周期不一樣,仍可獲得相同的位速率。
可以把標稱位時間劃分成為幾個不重疊的時間片段,它們是同步段、傳播段、相位緩沖段1和相位緩沖段2。
CAN總線特點的分析
CAN總線通信接口集成了CAN總線協議的物理層和數據鏈路層功能,可完成對通信數據的成幀處理。CAN總線的一個最大特點是廢除了傳統的站地址編碼,而代之以對通信數據塊進行編碼。數據幀的標識碼可由11位或29位組成,CAN2.0B規定在標識符的前7位不能同時為邏輯零,這種按數據幀編碼的方式,還可使不同的節點同時接收到相同的數據。數據段長度最多為8字節,可滿足通常工業領域中控制命令、工作狀態及測試數據的一般要求。同時,8字節不會占用過長的總線時間,從而保證了通信的實時性。CAN總線協議采用CRC,并可提供相應的錯誤處理功能,保證數據通信的可靠性。CAN具有以下特性:
1)CAN為多主方式工作,不分主從,通信方式靈活,通過報文標識符通信,無需站地址等節點信息;
2)CAN上的節點信息分成不同的優先級,可滿足不同的實時要求;
3)CAN采用非破壞性總線仲裁技術,當多個節點同時向總線發送信息時,優先級較低的節點會主動地退出發送,而最高優先級的節點可不受影響地繼續傳輸數據,從而大大節省了總線沖突仲裁時間。尤其是在網絡負荷很重的情況下,也不會出現網絡癱瘓情況;
4)CAN只需通過報文濾波即可實現點對點、一點對多點及全局廣播等幾種方式的數據傳送與接收,無需專門的“調度”;
5)CAN的直接通信距離最遠可達10km;
6)CAN上的節點數主要取決于總線驅動電路,目前可達110個。報文標識符可達204.8種(CAN2.0A),而CAN2.0B的報文標識符幾乎不受限制;
7)CAN總線協議采用短幀結構,傳輸時間短,受干擾概率低,具有極好的檢錯效果。CAN的每幀信息都有CRC及其他檢錯措施,降低了數據出錯概率。CAN節點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能,以使總線上其他節點的操作不受影響;
8)cAN的通信介質可為雙絞線、同軸電纜或光纖,選擇靈活。
CAN總線在汽車電子系統中已得到廣泛應用,成為歐洲汽車制造業的主體行業標準,代表著汽車電子控制網絡的主流發展趨勢。現代汽車越來越多地采用電子裝置控制,例如發動機的定時注油控制,加速、制動控制及防抱死制動系統(ABS)等。世界上很多著名的汽車制造廠商,如Volkswagen(大眾)、Benz(奔馳)、BMW(寶馬)、Porsche(保時捷)、Rolls.Royce(勞斯萊斯)、Jaguar(美洲豹)等公司都已經采用CAN總線來實現汽車內部控制系統的數據通信。