CAN的起源

傳統(tǒng)的汽車線束連接比較復(fù)雜。動力域控制器、儀表盤、車身域控制器之間用大量線束連接。

動力域控制包括：發(fā)動機(jī)控制Engine Control、變速箱控制Transmission Control、防抱死系統(tǒng)控制ABS、主動懸架控制Active Suspension等等。

車身域控制包括：車門控制Door Control、桌椅控制Seat Control、電源鎖Power Locks、空調(diào)Air Condition、燈光控制Light Control、氣囊Airbag等等。

汽車線束連接圖

傳統(tǒng)線束連接比較紊亂加大了裝配錯(cuò)誤率；眾多控制器需要大量的信號數(shù)據(jù)線，整車線束長度能達(dá)到2500米，這個(gè)時(shí)候會導(dǎo)致整車的電子控制系統(tǒng)線路復(fù)雜，維修起來也非常困難；另外加大了成本以及影響了整車的經(jīng)濟(jì)學(xué)與動力性。

1983年，德國Bosch開始研究車上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，Bosch公司為解決現(xiàn)代汽車中眾多控制單元之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行通信協(xié)議。

CAN網(wǎng)絡(luò)通訊

CAN通訊優(yōu)點(diǎn)

具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、傳輸距離較遠(yuǎn)、抗電磁干擾能力強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)；

采用雙線串行通信方式，檢錯(cuò)能力強(qiáng)，可在高噪聲干擾環(huán)境中工作；

具有優(yōu)先權(quán)和仲裁功能，多個(gè)控制模塊通過CAN控制器掛到CAN-buS上，形成多主機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)；

可根據(jù)報(bào)文的D決定接收或屏蔽該報(bào)文；

可靠的錯(cuò)誤處理和檢錯(cuò)機(jī)制；

發(fā)送的信息遵到破壞后，可自動重發(fā)；

節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動退出總線的功能；

報(bào)文不包含源地址或目標(biāo)地址，僅用標(biāo)志符來指示功能信息、優(yōu)先級信息。

CAN的歷史

1983年，Bosch開始研究車上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

1986年，Bosch在SAE大會（汽車工程協(xié)會）公布CAN協(xié)議

1987年，Intel和Philips先后推出CAN控制器芯片

1991年，Bosch頒布CAN 2.0技術(shù)規(guī)范，CAN2.0包括A和B兩個(gè)部分

1991年，CAN總線最先在Benz S系列轎車上實(shí)現(xiàn)

1993年，ISO頒布CAN國際標(biāo)準(zhǔn) ISO-11898

1994年，SAE頒布基于CAN的J1939標(biāo)準(zhǔn)

2003年，Maybach發(fā)布帶76個(gè)ECU的新車型（CAN，LIN，MOST）

2003年，VW發(fā)布帶35個(gè)ECU的新型Golf

現(xiàn)在，在每一輛新車均裝配有CAN局域網(wǎng)

CAN的應(yīng)用領(lǐng)域

汽車制造

大型儀器設(shè)備 醫(yī)療器械：CT

工業(yè)控制：電梯，地鐵，航天

智能家庭和生活小區(qū)智能化：遠(yuǎn)程抄表，防盜，防火

智能機(jī)器人

CAN的特性

1. 使用雙線差分信號：兩根線上都傳輸信號，這兩個(gè)信號振幅相等相位相差180°極性相反，所有的有電壓信號都是差分的。差分信號是一對大小相等而極性相反的對稱信號。差分信號傳輸在收端是靠差分放大器來檢測的。差分放大器只對兩路輸入信號之間的差值起放大作用，而對兩路輸入信號共同對地的電位不起作用。

2. 協(xié)議本身對節(jié)點(diǎn)的數(shù)量沒有限制，總線上節(jié)點(diǎn)的數(shù)量可以動態(tài)改變。

3. 發(fā)送的報(bào)文可以被總線上所有節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收。

4. 多主站結(jié)構(gòu)，各節(jié)點(diǎn)平等

5. 每個(gè)報(bào)文的內(nèi)容通過標(biāo)識符識別，標(biāo)識符在網(wǎng)絡(luò)中是唯一的。

6. 根據(jù)需要可進(jìn)行相關(guān)性報(bào)文過濾。

7. 保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)一致性： CAN提供了一套復(fù)雜的錯(cuò)誤檢測與錯(cuò)誤處理機(jī)制，比如CRC檢測、錯(cuò)誤報(bào)文的自動重發(fā)、臨時(shí)錯(cuò)誤的恢復(fù)以及永久錯(cuò)誤的關(guān)閉。

8. 使用雙絞線作為總線介質(zhì)，傳輸速率可達(dá)1Mbps，設(shè)計(jì)理論總線長度<=40米，隨著線纜長度增加，速率傳導(dǎo)效率會下降。

9.總線訪問—非破壞性仲裁的載波偵聽多路訪問/沖突避免CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)

多路訪問(MA)：如果總線空閑，則在同一時(shí)刻多個(gè)節(jié)點(diǎn)可同時(shí)訪問總線（向總線發(fā)送數(shù)據(jù)）

沖突避免(CA)：節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)過程中要不停地檢測發(fā)送的數(shù)據(jù)，確定是否與其它節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)生沖突，并通過非破壞性仲裁機(jī)制避免沖突

載波偵聽(CS)：總線上各個(gè)節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)前都要偵聽總線的通信狀態(tài)。

來源：新能源汽車電控開發(fā)與測試