在下述的內容中,小編將會對CAN總線的相關消息予以報道,如果CAN總線是您想要了解的焦點之一,不妨和小編共同閱讀這篇文章哦。
一、CAN總線
CAN總線的物理層是將ECU(Electronic Control Unit-電子控制單元,又稱“行車電腦”、“車載電腦”等)連接至總線的驅動電路。ECU的總數(shù)將受限于總線上的電氣負荷。物理層定義了物理數(shù)據(jù)在總線上各節(jié)點間的傳輸過程,主要是連接介質、線路電氣特性、數(shù)據(jù)的編碼/解碼、位定時和同步的實施標準。
理論上,CAN總線上的節(jié)點數(shù)幾乎不受限制,可達到2000個,實際上受電氣特性的限制,最多只能接100多個節(jié)點。
CAN的數(shù)據(jù)鏈路層是其核心內容,其中邏輯鏈路控制(LOagie Link Control,LLC)完成過濾、過載通知和管理恢復等功能,媒體
訪問控制(Medium Access Control,MAC)子層完成數(shù)據(jù)打包/解包、幀編碼、媒體訪問管理、錯誤檢測、錯誤信令、應答、串并轉換等功能。這些功能都是圍繞信息幀傳送過程展開的。
CAN總線的特點包括:
1、具有實時性強、傳輸距離較遠、抗電磁干擾能力強、成本低等優(yōu)點;
2、采用雙線串行通信方式,檢錯能力強,可在高噪聲干擾環(huán)境中工作;
3、具有優(yōu)先權和仲裁功能,多個控制模塊通過CAN 控制器掛到CAN-bus 上,形成多主機局部網(wǎng)絡;
4、可根據(jù)報文的ID決定接收或屏蔽該報文;
5、可靠的錯誤處理和檢錯機制;
6、發(fā)送的信息遭到破壞后,可自動重發(fā);
7、節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動退出總線的功能;
8、報文不包含源地址或目標地址,僅用標志符來指示功能信息、優(yōu)先級信息。
二、幀格式及其特性
數(shù)據(jù)幀由七種不同的位域(Bit Field)組成:幀起始(Start of )、仲裁域(Arbitration Field)、控制域(Control Field)、數(shù)據(jù)域(DataField)、CRC域(CRC Field)、應答域(ACK Field)和幀結尾(End of )。數(shù)據(jù)域的長度可以為0~8個字節(jié)。
1)幀起始(SOF):幀起始(SOF)標志著數(shù)據(jù)幀和遠程幀的起始,僅由一個“顯性”位組成。在CAN的同步規(guī)則中,當總線空閑時(處于隱性狀態(tài)),才允許站點開始發(fā)送(信號)。所有的站點必須同步于首先開始發(fā)送報文的站點的幀起始前沿(該方式稱為“硬同步”)。
2)仲裁域:仲裁域由標識符和RTR位組成,標準幀格式與擴展幀格式的仲裁域格式不同。標準格式里,仲裁域由1l位標識符和RTR位組成。標識符位有ID28~IDl8。擴展幀格式里,仲裁域包括29位標識符、SRR位、IDE(Identifier Extension,標志符擴展)位、RTR位。其標識符有ID28~IDO。為了區(qū)別標準幀格式和擴展幀格式,CANl.0~1.2版本協(xié)議的保留位r1現(xiàn)表示為IDE位。IDE位為顯性,表示數(shù)據(jù)幀為標準格式;IDE位為隱性,表示數(shù)據(jù)幀為擴展幀格式。在擴展幀中,替代遠程請求(Substitute Remote Request,SRR)位為隱性。仲裁域傳輸順序為從最高位到最低位,其中最高7位不能全為零。RTR的全稱為“遠程發(fā)送請求(Remote TransmissionRequest)”。RTR位在數(shù)據(jù)幀里必須為“顯性”,而在遠程幀里必須為“隱性”。它是區(qū)別數(shù)據(jù)幀和遠程幀的標志。
3)控制域:控制域由6位組成,包括2個保留位(r0、r1同于CAN總線協(xié)議擴展)及4位數(shù)據(jù)長度碼,允許的數(shù)據(jù)長度值為0~8字節(jié)。
4)數(shù)據(jù)域:發(fā)送緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)按照長度代碼指示長度發(fā)送。對于接收的數(shù)據(jù),同樣如此。它可為0~8字節(jié),每個字節(jié)包含8位,首先發(fā)送的是MSB(最高位)。
5)CRC校驗碼域:它由CRC域(15位)及CRC邊界符(一個隱性位)組成。CRC計算中,被除的多項式包括幀的起始域、仲裁域、控制域、數(shù)據(jù)域及15位為0的解除填充的位流給定。此多項式被下列多項式X15+X14+X10+X8+X7+X4+X3+1除(系數(shù)按模2計算),相除的余數(shù)即為發(fā)至總線的CRC序列。發(fā)送時,CRC序列的最高有效位被首先發(fā)送/接收。之所以選用這種幀校驗方式,是由于這種CRC校驗碼對于少于127位的幀是最佳的。
6)應答域:應答域由發(fā)送方發(fā)出的兩個(應答間隙及應答界定)隱性位組成,所有接收到正確的CRC序列的節(jié)點將在發(fā)送節(jié)點的應答間隙上將發(fā)送的這一隱性位改寫為顯性位。因此,發(fā)送節(jié)點將一直監(jiān)視總線信號已確認網(wǎng)絡中至少一個節(jié)點正確地接收到所發(fā)信息。應答界定符是應答域中第二個隱性位,由此可見,應答間隙兩邊有兩個隱性位:CRC域和應答界定位。
7)幀結束域:每一個數(shù)據(jù)幀或遠程幀均由一串七個隱性位的幀結束域結尾。這樣,接收節(jié)點可以正確檢測到一個幀的傳輸結束。
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