CAN總線技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

（1）數(shù)據(jù)共享，節(jié)省成本

對(duì)于具有CAN總線接口的電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，其它電器可共享其提供的轉(zhuǎn)速、水溫、機(jī)油壓力、機(jī)油溫度、油量瞬時(shí)流速等等，一方面可省去額外的水溫、油壓、油溫傳感器，另一方面可以將這些數(shù)據(jù)顯示在儀表上，便于司機(jī)檢查發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況，從而便于發(fā)動(dòng)機(jī)的保養(yǎng)維護(hù)。再比如，電渦流緩速器、空氣懸架、門(mén)控制及巡航定速控制都用到車速數(shù)據(jù)，結(jié)果這些電器都有一套車速處理電路，浪費(fèi)了資源。而采用總線技術(shù)后，都可以從總線上即可獲得車速數(shù)據(jù)。

（2）車身布線減少，節(jié)省成本

由于采用總線技術(shù)，模塊之間的信號(hào)傳遞僅需要兩條信號(hào)線。布線局部化，車上除掉總線外，其他所有橫貫車身的線都不再需要了，節(jié)省了布線成本。另外，數(shù)據(jù)共享也節(jié)省了線路，還拿車速信號(hào)打比方，在沒(méi)有總線的情況，車速信號(hào)要接到電渦流緩速器、空氣懸架、門(mén)控制及電噴發(fā)動(dòng)機(jī)。有了總線后只要接到一處，其他電器可以通過(guò)總線共享數(shù)據(jù)。

（3）硬件方案的軟件化實(shí)現(xiàn)，減小硬件和設(shè)計(jì)生產(chǎn)成本發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火控制，點(diǎn)火時(shí)必須滿足下列條件：1、空檔；2、鑰匙處于ON檔另外還需點(diǎn)火保護(hù)裝置，以往是靠一系列繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)這些功能，既不可靠又增大成本，而用軟件實(shí)現(xiàn)，既可靠又無(wú)資金投入。軟件具有錯(cuò)誤診斷能力和自動(dòng)恢復(fù)能力，節(jié)省了生產(chǎn)維護(hù)成本。對(duì)于總線內(nèi)部錯(cuò)誤，總線系統(tǒng)可以通過(guò)自身軟件進(jìn)行自動(dòng)恢復(fù)。而非總線車輛，一旦出現(xiàn)故障，第一，更依賴于人工。第二，往往需要對(duì)復(fù)雜線束逐根測(cè)量。第三，需要對(duì)相關(guān)電器依次測(cè)定。整個(gè)過(guò)程非常費(fèi)工時(shí)，而且準(zhǔn)確率不高。

（4）擴(kuò)充性強(qiáng)，產(chǎn)品升級(jí)快，節(jié)省新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)成本CAN節(jié)點(diǎn)幾乎可以在不改動(dòng)原有線束的情況下增加新的組件。數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，CAN總線具有線間干擾小、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。由于VITI-CAN系統(tǒng)采用的是模塊化管理，各模塊按其功能分散的擺放在車內(nèi)，簡(jiǎn)化了布線并縮短了線束的長(zhǎng)度，從而降低了耦合電流的產(chǎn)生，減小了線間干擾。同時(shí)在軟件上，CAN總線采用短幀傳輸，這樣使總線數(shù)據(jù)報(bào)文在傳輸過(guò)程中有較強(qiáng)的抗干擾能力。CAN總線專為汽車量身訂做，可靠性有保障。CAN總線的設(shè)計(jì)充分考慮了汽車上惡劣工作環(huán)境，比如點(diǎn)火線圈點(diǎn)火時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)大的反沖電壓，電渦流緩速器切斷時(shí)產(chǎn)生的浪涌電流及汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)100℃左右的高溫。CAN總線國(guó)內(nèi)外發(fā)展與應(yīng)用狀況

CAN總線在組網(wǎng)和通信功能上的優(yōu)點(diǎn)以及它的高性能價(jià)格比決定了它在許多領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿?。大型儀器設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜，對(duì)多種信息進(jìn)行采集、處理、控制、輸出等操作。如醫(yī)療器械CT斷層掃描儀，為保證其可靠工作，在數(shù)據(jù)通信上要求功能塊間可隨意進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、通信能以廣播方式進(jìn)行、簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的硬件接口、通信線盡量少、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高并能自動(dòng)進(jìn)行故障識(shí)別和自動(dòng)恢復(fù)。但是，這些要求長(zhǎng)時(shí)間未能得到很好的解決，直至CAN總線技術(shù)出現(xiàn)才提供了一個(gè)較好的解決方法。測(cè)控系統(tǒng)中離不開(kāi)傳感器，由于各類傳感器的工作原理不同，其最終輸出的電量形式也各不相同，為了便于系統(tǒng)連接，通常要考慮將傳感器的輸出變換成標(biāo)準(zhǔn)電壓或電流信號(hào)。即便是這樣，在與計(jì)算機(jī)相連時(shí)，必

須增加A/D環(huán)節(jié)。如果傳感器能以數(shù)字形式輸出，就可以方便地與計(jì)算機(jī)直接相連，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高精度。這種傳感器與計(jì)算機(jī)相連的總線可稱為傳感器總線。實(shí)際上傳感器總線仍屬于現(xiàn)場(chǎng)總線，關(guān)鍵的問(wèn)題在于如何將總線接口與傳感器一體化。在廣泛的工業(yè)控制領(lǐng)域，CAN總線可作為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)的現(xiàn)場(chǎng)總線，與其它總線相比，具有很高的可靠性和性價(jià)比。這必將是CAN技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的一個(gè)主要方向。在以往的國(guó)內(nèi)測(cè)控領(lǐng)域，由于沒(méi)有更好的選擇，大多采用BITBUS或RS-485作為通信總線。其不足主要有：一主多從，無(wú)冗余；數(shù)據(jù)通信為命令響應(yīng)，傳輸率低；錯(cuò)誤處理能力弱。采用CAN總線技術(shù)后即可解決上述問(wèn)題。CAN網(wǎng)絡(luò)上任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)均可作為主節(jié)點(diǎn)主動(dòng)地與其它節(jié)點(diǎn)交換數(shù)據(jù)；CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的信息幀可以分出優(yōu)先級(jí)，這對(duì)于有實(shí)時(shí)性要求的控制提供了方便；CAN的物理層及數(shù)據(jù)鏈路層有獨(dú)特的設(shè)計(jì)技術(shù)，使其在抗干擾以及錯(cuò)誤檢測(cè)等方面的性能均大大提高。CAN的上述特點(diǎn)使其成為諸多工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域中首選的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。

根據(jù)國(guó)內(nèi)外資料報(bào)道，CAN技術(shù)已應(yīng)用于家用電器和智能樓宇以及小區(qū)建設(shè)中。如安防系統(tǒng)、抄表系統(tǒng)、家電控制等。它投資少，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以隨機(jī)訪問(wèn)，通信速度完全滿足要求，且在這類應(yīng)用中數(shù)據(jù)交換量都很少。適當(dāng)?shù)木W(wǎng)關(guān)如CAN與TCP/IP協(xié)議的轉(zhuǎn)換，可以使一個(gè)居室或一棟大樓的現(xiàn)場(chǎng)CAN信息轉(zhuǎn)變?yōu)镮nternet的形式外傳，或反過(guò)來(lái)通過(guò)這類網(wǎng)關(guān)把外部網(wǎng)傳來(lái)的信息轉(zhuǎn)換為CAN的形式，此即實(shí)現(xiàn)了所謂的遠(yuǎn)程控制。

CAN總線技術(shù)在汽車中的實(shí)際應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1、信息共享

采用CAN總線技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)各ECU之間的信息共享，減少不必要的線束和傳感器。例如具有CAN總線接口的電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，其它電器可共享其提供的轉(zhuǎn)速、水溫、機(jī)油壓力、機(jī)油溫度、油量瞬時(shí)流速等，這樣一方面可省去額外的水溫、油壓、油溫傳感器，另一方面可以將這些數(shù)據(jù)顯示在儀表上，便于司機(jī)檢查發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況，從而便于發(fā)動(dòng)機(jī)的保養(yǎng)維護(hù)。

2、減少線束

新型電子通訊產(chǎn)品的出現(xiàn)對(duì)汽車的綜合布線和信息的共享交互提出了更高的要求，傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)大多采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單一通信方式，相互之間少有聯(lián)系，這樣必然造成龐大的布線系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)一輛采用傳統(tǒng)布線方法的高檔汽車中，其導(dǎo)線長(zhǎng)度可達(dá)2000米，電氣節(jié)點(diǎn)達(dá)1500個(gè)，而且該數(shù)字大約每十年增長(zhǎng)1倍。這種傳統(tǒng)布線方法不能適應(yīng)汽車的發(fā)展。CAN總線可有效減少線束，節(jié)省空間。例如某車門(mén)-后視鏡、搖窗機(jī)、門(mén)鎖控制等的傳統(tǒng)布線需要20-30根，應(yīng)用總線CAN則只需要2根。

3、關(guān)聯(lián)控制

在一定事故下，需要對(duì)各ECU進(jìn)行關(guān)聯(lián)控制，而這是傳統(tǒng)汽車控制方法難以完成的。CAN總線技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多ECU的實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)控制。在發(fā)生碰撞事故時(shí)，汽車上的多個(gè)氣囊可通過(guò)CAN協(xié)調(diào)工作，它們通過(guò)傳感器感受碰撞信號(hào)，通過(guò)CAN總線將傳感器信號(hào)傳送到一個(gè)中央處理器內(nèi)，控制各安全氣囊的啟動(dòng)彈出動(dòng)作。

CAN總線國(guó)內(nèi)外發(fā)展與應(yīng)用狀況

CAN總線在組網(wǎng)和通信功能上的優(yōu)點(diǎn)以及它的高性能價(jià)格比決定了它在許多領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Α４笮蛢x器設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜，對(duì)多種信息進(jìn)行采集、處理、控制、輸出等操作。如醫(yī)療器械CT斷層掃描儀，為保證其可靠工作，在數(shù)據(jù)通信上要求功能塊間可隨意進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、通信能以廣播方式進(jìn)行、簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的硬件接口、通信線盡量少、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高并能自動(dòng)進(jìn)行故障識(shí)別和自動(dòng)恢復(fù)。但是，這些要求長(zhǎng)時(shí)間未能得到很好的解決，直至CAN總線技術(shù)出現(xiàn)才提供了一個(gè)較好的解決方法。測(cè)控系統(tǒng)中離不開(kāi)傳感器，由于各類傳感器的工作原理不同，其最終輸出的電量形式也各不相同，為了便于系統(tǒng)連接，通常要考慮將傳感器的輸出變換成標(biāo)準(zhǔn)電壓或電流信號(hào)。即便是這樣，在與計(jì)算機(jī)相連時(shí)，必須增加A/D環(huán)節(jié)。如果傳感器能以數(shù)字形式輸出，就可以方便地與計(jì)算機(jī)直接相連，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高精度。這種傳感器與計(jì)算機(jī)相連的總線可稱為傳感器總線。實(shí)際上傳感器總線仍屬于現(xiàn)場(chǎng)總線，關(guān)鍵的問(wèn)題在于如何將總線接口與傳感器一體化。

在廣泛的工業(yè)控制領(lǐng)域，CAN總線可作為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)的現(xiàn)場(chǎng)總線，與其它總線相比，具有很高的可靠性和性價(jià)比。這必將是CAN技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的一個(gè)主要方向。在以往的國(guó)內(nèi)測(cè)控領(lǐng)域，由于沒(méi)有更好的選擇，大多采用BITBUS或RS-485作為通信總線。其不足主要有：一主多從，無(wú)冗余；數(shù)據(jù)通信為命令響應(yīng)，傳輸率低；錯(cuò)誤處理能力弱。采用CAN總線技術(shù)后即可解決上述問(wèn)題。CAN網(wǎng)絡(luò)上任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)均可作為主節(jié)點(diǎn)主動(dòng)地與其它節(jié)點(diǎn)交換數(shù)據(jù)；CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的信息幀可以分出優(yōu)先級(jí)，這對(duì)于有實(shí)時(shí)性要求的控制提供了方便；CAN的物理層及數(shù)據(jù)鏈路層有獨(dú)特的設(shè)計(jì)技術(shù)，使其在抗干擾以及錯(cuò)誤檢測(cè)等方面的性能均大大提高。CAN的上述特點(diǎn)使其成為諸多工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域中首選的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。

根據(jù)國(guó)內(nèi)外資料報(bào)道，CAN技術(shù)已應(yīng)用于家用電器和智能樓宇以及小區(qū)建設(shè)中。如安防系統(tǒng)、抄表系統(tǒng)、家電控制等。它投資少，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以隨機(jī)訪問(wèn)，通信速度完全滿足要求，且在這類應(yīng)用中數(shù)據(jù)交換量都很少。適當(dāng)?shù)木W(wǎng)關(guān)如CAN與TCP/IP協(xié)議的轉(zhuǎn)換，可以使一個(gè)居室或一棟大樓的現(xiàn)場(chǎng)CAN信息轉(zhuǎn)變?yōu)镮nternet的形式外傳，或反過(guò)來(lái)通過(guò)這類網(wǎng)關(guān)把外部網(wǎng)傳來(lái)的信息轉(zhuǎn)換為CAN的形式，此即實(shí)現(xiàn)了所謂的遠(yuǎn)程控制。

CAN總線技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)

1、位仲裁

要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，就必須將數(shù)據(jù)快速傳送，這就要求數(shù)據(jù)的物理傳輸通路有較高的速度。在幾個(gè)站同時(shí)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，要求快速地進(jìn)行總線分配。實(shí)時(shí)處理通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換的緊急數(shù)據(jù)有較大的不同。一個(gè)快速變化的物理量，如汽車引擎負(fù)載，將比類似汽車引擎溫度這樣相對(duì)變化較慢的物理量更頻繁地傳送數(shù)據(jù)并要求更短的延時(shí)。

CAN總線以報(bào)文為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，報(bào)文的優(yōu)先級(jí)結(jié)合在11位標(biāo)識(shí)符中，具有最低二進(jìn)制數(shù)的標(biāo)識(shí)符有最高的優(yōu)先級(jí)。這種優(yōu)先級(jí)一旦在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)被確立后就不能再被更改。總線讀取中的沖突可通過(guò)位仲裁解決。例如，當(dāng)幾個(gè)站同時(shí)發(fā)送報(bào)文時(shí)，站1的報(bào)文標(biāo)識(shí)符為011111；站2的報(bào)文標(biāo)識(shí)符為0100110；站3的報(bào)文標(biāo)識(shí)符為0100111。所有標(biāo)識(shí)符都有相同的兩位01，直到第3位進(jìn)行比較時(shí)，站1的報(bào)文被丟掉，因?yàn)樗牡?位為高，而其它兩個(gè)站的報(bào)文第3位為低。站2和站3報(bào)文的4、5、6位相同，直到第7位時(shí)，站3的報(bào)文才被丟掉。注意，總線中的信號(hào)持續(xù)跟蹤最后獲得總線讀取權(quán)的站的報(bào)文。在此例中，站2的報(bào)文被跟蹤。這種非破壞性位仲裁方法的優(yōu)點(diǎn)在于，在網(wǎng)絡(luò)最終確定哪一個(gè)站的報(bào)文被傳送以前，報(bào)文的起始部分已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)上傳送了。所有未獲得總線讀取權(quán)的站都成為具有最高優(yōu)先權(quán)報(bào)文的接收站，并且不會(huì)在總線再次空閑前發(fā)送報(bào)文。

CAN具有較高的效率是因?yàn)榭偩€僅僅被那些請(qǐng)求總線懸而未決的站利用，這些請(qǐng)求是根據(jù)報(bào)文在整個(gè)系統(tǒng)中的重要性按順序處理的。這種方法在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較重時(shí)有很多優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)榭偩€讀取的優(yōu)先級(jí)已被按順序放在每個(gè)報(bào)文中了，這可以保證在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中較低的個(gè)體隱伏時(shí)間。

對(duì)于主站的可靠性，由于CAN協(xié)議執(zhí)行非集中化總線控制，所有主要通信，包括總線讀?。ㄔS可）控制，在系統(tǒng)中分幾次完成。這是實(shí)現(xiàn)有較高可靠性的通信系統(tǒng)的唯一方法。

2、CAN的通信方案

有兩種重要的總線分配方法：按時(shí)間表分配和按需要分配。在第一種方法中，不管每個(gè)節(jié)點(diǎn)是否申請(qǐng)總線，都對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)按最大期間分配。由此，總線可被分配給每個(gè)站并且是唯一的站，而不論其是立即進(jìn)行總線存取或在一個(gè)特定時(shí)間進(jìn)行總線存取。這將保證在總線存取時(shí)有明確的總線分配。在第二種方法中，總線按傳送數(shù)據(jù)的基本要求分配給一個(gè)站，總線系統(tǒng)按站希望的傳送分配（如：EthernetCSMA/CD）。因此，當(dāng)多個(gè)站同時(shí)請(qǐng)求總線存取時(shí)，總線將終止所有站的請(qǐng)求，這時(shí)將不會(huì)有任何一個(gè)站獲得總線分配。為了分配總線，多于一個(gè)總線存取是必要的。CAN實(shí)現(xiàn)總線分配的方法，可保證當(dāng)不同的站申請(qǐng)總線存取時(shí)，明確地進(jìn)行總線分配。這種位仲裁的方法可以解決當(dāng)兩個(gè)站同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生的碰撞問(wèn)題。不同于Ethernet網(wǎng)絡(luò)的消息仲裁，CAN的非破壞性解決總線存取沖突的方法，確保在不傳送有用消息時(shí)總線不被占用。甚至當(dāng)總線在重負(fù)載情況下，以消息內(nèi)容為優(yōu)先的總線存取也被證明是一種有效的系統(tǒng)。雖然總線的傳輸能力不足，所有未解決的傳輸請(qǐng)求都按重要性順序來(lái)處理。在CSMA/CD這樣的網(wǎng)絡(luò)中，如Ethernet，系統(tǒng)往往由于過(guò)載而崩潰，而這種情況在CAN中不會(huì)發(fā)生。

3、CAN的報(bào)文格式

在總線中傳送的報(bào)文，每幀由7部分組成。CAN協(xié)議支持兩種報(bào)文格式，其唯一的不同是標(biāo)識(shí)符（ID）長(zhǎng)度不同，標(biāo)準(zhǔn)格式為11位，擴(kuò)展格式為29位。

在標(biāo)準(zhǔn)格式中，報(bào)文的起始位稱為幀起始（SOF），然后是由11位標(biāo)識(shí)符和遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位（RTR）組成的仲裁場(chǎng)。RTR位標(biāo)明是數(shù)據(jù)幀還是請(qǐng)求幀，在請(qǐng)求幀中沒(méi)有數(shù)據(jù)字節(jié)。

控制場(chǎng)包括標(biāo)識(shí)符擴(kuò)展位（IDE），指出是標(biāo)準(zhǔn)格式還是擴(kuò)展格式。它還包括一個(gè)保留位（r0），為將來(lái)擴(kuò)展使用。它的最后四個(gè)字節(jié)用來(lái)指明數(shù)據(jù)場(chǎng)中數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度（DLC）。數(shù)據(jù)場(chǎng)范圍為0～8個(gè)字節(jié)，其后有一個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的循環(huán)冗余檢查（CRC）。

應(yīng)答場(chǎng)（ACK）包括應(yīng)答位和應(yīng)答分隔符。發(fā)送站發(fā)送的這兩位均為隱性電平（邏輯1），這時(shí)正確接收?qǐng)?bào)文的接收站發(fā)送主控電平（邏輯0）覆蓋它。用這種方法，發(fā)送站可以保證網(wǎng)絡(luò)中至少有一個(gè)站能正確接收到報(bào)文。

報(bào)文的尾部由幀結(jié)束標(biāo)出。在相鄰的兩條報(bào)文間有一很短的間隔位，如果這時(shí)沒(méi)有站進(jìn)行總線存取，總線將處于空閑狀態(tài)。

4、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢測(cè)

不同于其它總線，CAN協(xié)議不能使用應(yīng)答信息。事實(shí)上，它可以將發(fā)生的任何錯(cuò)誤用信號(hào)發(fā)出。CAN協(xié)議可使用五種檢查錯(cuò)誤的方法，其中前三種為基于報(bào)文內(nèi)容檢查。

4.1循環(huán)冗余檢查（CRC）

在一幀報(bào)文中加入冗余檢查位可保證報(bào)文正確。接收站通過(guò)CRC可判斷報(bào)文是否有錯(cuò)。

4.2幀檢查

這種方法通過(guò)位場(chǎng)檢查幀的格式和大小來(lái)確定報(bào)文的正確性，用于檢查格式上的錯(cuò)誤。

4.3應(yīng)答錯(cuò)誤

如前所述，被接收到的幀由接收站通過(guò)明確的應(yīng)答來(lái)確認(rèn)。如果發(fā)送站未收到應(yīng)答，那么表明接收站發(fā)現(xiàn)幀中有錯(cuò)誤，也就是說(shuō)，ACK場(chǎng)已損壞或網(wǎng)絡(luò)中的報(bào)文無(wú)站接收。CAN協(xié)議也可通過(guò)位檢查的方法探測(cè)錯(cuò)誤。

4.4總線檢測(cè)

有時(shí)，CAN中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)可監(jiān)測(cè)自己發(fā)出的信號(hào)。因此，發(fā)送報(bào)文的站可以觀測(cè)總線電平并探測(cè)發(fā)送位和接收位的差異。

4.5位填充

一幀報(bào)文中的每一位都由不歸零碼表示，可保證位編碼的最大效率。然而，如果在一幀報(bào)文中有太多相同電平的位，就有可能失去同步。為保證同步，同步沿用位填充產(chǎn)生。在五個(gè)連續(xù)相等位后，發(fā)送站自動(dòng)插入一個(gè)與之互補(bǔ)的補(bǔ)碼位；接收時(shí)，這個(gè)填充位被自動(dòng)丟掉。例如，五個(gè)連續(xù)的低電平位后，CAN自動(dòng)插入一個(gè)高電平位。CAN通過(guò)這種編碼規(guī)則檢查錯(cuò)誤，如果在一幀報(bào)文中有6個(gè)相同位，CAN就知道發(fā)生了錯(cuò)誤。

如果至少有一個(gè)站通過(guò)以上方法探測(cè)到一個(gè)或多個(gè)錯(cuò)誤，它將發(fā)送出錯(cuò)標(biāo)志終止當(dāng)前的發(fā)送。這可以阻止其它站接收錯(cuò)誤的報(bào)文，并保證網(wǎng)絡(luò)上報(bào)文的一致性。當(dāng)大量發(fā)送數(shù)據(jù)被終止后，發(fā)送站會(huì)自動(dòng)地重新發(fā)送數(shù)據(jù)。作為規(guī)則，在探測(cè)到錯(cuò)誤后23個(gè)位周期內(nèi)重新開(kāi)始發(fā)送。在特殊場(chǎng)合，系統(tǒng)的恢復(fù)時(shí)間為31個(gè)位周期。

但這種方法存在一個(gè)問(wèn)題，即一個(gè)發(fā)生錯(cuò)誤的站將導(dǎo)致所有數(shù)據(jù)被終止，其中也包括正確的數(shù)據(jù)。因此，如果不采取自監(jiān)測(cè)措施，總線系統(tǒng)應(yīng)采用模塊化設(shè)計(jì)。為此，CAN協(xié)議提供一種將偶然錯(cuò)誤從永久錯(cuò)誤和局部站點(diǎn)失敗中區(qū)別出來(lái)的辦法。這種方法可以通過(guò)對(duì)出錯(cuò)站點(diǎn)統(tǒng)計(jì)評(píng)估來(lái)確定一個(gè)站點(diǎn)本身的錯(cuò)誤并進(jìn)入一種不會(huì)對(duì)其它站產(chǎn)生不良影響的運(yùn)行方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，即站點(diǎn)可以通過(guò)關(guān)閉自己來(lái)阻止正常數(shù)據(jù)因被錯(cuò)誤地當(dāng)成不正確的數(shù)據(jù)而被終止。

4.6CAN可靠性

為防止汽車在使用壽命期內(nèi)由于數(shù)據(jù)交換錯(cuò)誤而對(duì)司機(jī)造成危險(xiǎn)，汽車的安全系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)傳輸具有較高的安全性。如果數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃宰銐蚋?，或者殘留下?lái)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤足夠低的話，這一目標(biāo)不難實(shí)現(xiàn)。從總線系統(tǒng)數(shù)據(jù)的角度看，可靠性可以理解為，對(duì)傳輸過(guò)程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的識(shí)別能力。

殘余數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的概率可以通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸可靠性的統(tǒng)計(jì)測(cè)量獲得。它描述了傳送數(shù)據(jù)被破壞和這種破壞不能被探測(cè)出來(lái)的概率。殘余數(shù)據(jù)錯(cuò)誤概率必須非常小，使其在系統(tǒng)整個(gè)壽命周期內(nèi)，按平均統(tǒng)計(jì)時(shí)幾乎檢測(cè)不到。計(jì)算殘余錯(cuò)誤概率要求能夠?qū)?shù)據(jù)錯(cuò)誤進(jìn)行分類，并且數(shù)據(jù)傳輸路徑可由一模型描述。如果要確定CAN的殘余錯(cuò)誤概率，我們可將殘留錯(cuò)誤的概率作為具有80～90位的報(bào)文傳送時(shí)位錯(cuò)誤概率的函數(shù)，并假定這個(gè)系統(tǒng)中有5～10個(gè)站，并且錯(cuò)誤率為1/1000，那么最大位錯(cuò)誤概率為10-13數(shù)量級(jí)。例如，CAN網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸率最大為1Mbps，如果數(shù)據(jù)傳輸能力僅使用50%，那么對(duì)于一個(gè)工作壽命4000小時(shí)、平均報(bào)文長(zhǎng)度為80位的系統(tǒng)，所傳送的數(shù)據(jù)總量為9×1010。在系統(tǒng)運(yùn)行壽命期內(nèi)，不可檢測(cè)的傳輸錯(cuò)誤的統(tǒng)計(jì)平均小于10-2量級(jí)。換句話說(shuō)，一個(gè)系統(tǒng)按每年365天，每天工作8小時(shí)，每秒錯(cuò)誤率為0.7計(jì)算，那么按統(tǒng)計(jì)平均，每1000年才會(huì)發(fā)生一個(gè)不可檢測(cè)的錯(cuò)誤。

CAN即控制器局域網(wǎng)絡(luò)，屬于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線的范疇。與一般的通信總線相比，CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。由于其良好的性能及獨(dú)特的設(shè)計(jì)，CAN總線越來(lái)越受到人們的重視。它在汽車領(lǐng)域上的應(yīng)用是最廣泛的，世界上一些著名的汽車制造廠商，BENZ（奔馳）、BMW（寶馬）、PORSCHE（保時(shí)捷）、ROLLS-ROYCE（勞斯萊斯）和JAGUAR（美洲豹）等都采用了CAN總線來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)與各檢測(cè)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的數(shù)據(jù)通信。同時(shí)，由于CAN總線本身的特點(diǎn)，其應(yīng)用范圍已不再局限于汽車行業(yè)，而向自動(dòng)控制、航空航天、航海、過(guò)程控制工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、紡織機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療器械及傳感器等領(lǐng)域發(fā)展。CAN已經(jīng)形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并已被公認(rèn)為幾種最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。