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最后更新：2021-10-30 16:29
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最近达成了一项协议,以披露罐子底部的一些细节。
1. 简介
此外,与传统网络不同(例如,CAN节点和节点之间没有大数据区块的通信,最多可传送最多八字节点的CAN信息,采用小数据包可以提供更大的系统稳定性)。CAN公共汽车包含一个允许建造多主系统连接区块的公交仲裁机制,而CAN节点和节点之间最多不能沟通八字节点的信息,引入短数据包可以提供更大的系统稳定性。CAN公共汽车包含一个允许建造多主系统连接区块的公交仲裁机制,允许建造多主系统连接区块,而CAN节点和节点之间最多不能沟通八字节点的CAN信息,而引入短数据包可以提供更大的系统稳定性。CAN公共汽车包含一个允许建造多主系统系统的公交费仲裁机制。
2. CAN标准
CAN是一个由ISO定义的系列通信公共汽车,首先在汽车部门使用,使用了两条信号公共汽车,而不是车辆内部的复杂线路。 CAN公共汽车的特性包括高度干扰、自我诊断和数据误差检测功能,在各种工业环境中广泛使用,包括建筑自动化、医疗护理和制造业。
CAN通信协议ISO-11898:2003年标准规定了如何发送网络上的设备间信息,以及哪些分层线符合开放系统互连参考模型(OSI),物理通信发生在连接该设备的物理介质中,物理介质的特性由该模型的物理层描述。
ISO 11898 分层(图2-2)
在图2-1中,应用层为更高层次的应用确定了专门协议,如CanopenTM协议的通信链接。该协议由全世界的用户和制造商CiA维护。我不确定。许多协议,如工业自动化、柴油发动机或航空。 工业标准的另一个例子是由KVASER和Rockwell自动创建并以CAN协议为基础。
三. 标准CAN和扩展CAN是两种通信议定书。
CAN通信协议是一项基于广播优先碰撞探测和仲裁的多常规准入协议(CSMA/CD AMP)。 CASMA意味着公共汽车上的每个节点都必须在发送信息前听公共汽车的声音,并且只有在公共汽车是免费的时才听。 CDAMP意味着碰撞问题通过预先规划的信息优先仲裁加以解决,该仲裁位于每份提交材料的标记领域。
ISO-11898:2003,有11位数的识别码,提供了最高信号率,从125千位/秒到1千位/秒不等,随后的修订使用了29位扩大的识别码。标准11的识别码参考图3-1,有2,048个独立的识别码,扩大29个识别码的图3-2,有5.37亿个可能的识别码。
3.1 标准CAN
该标准只允许11位数的ID和51(0-64)=(51-117)位数的数据长度。注意:没有填充位置(本条第五节定义了位数填充)。
图3-1: 标准CAN识别11位元。
• SOF - 框架启动,可见(逻辑0)表示信息的开头,用于同步总线节点。
• 标识——为确定捐款的优先顺序,标准可使用11位数的ID,该领域价值越小,优先程度越高。
RTR - 远程传输请求槽,该槽在向另一个节点请求信息时是可见的(逻辑0)。所有节点都可以接收请求,但框架标识指定了目标节点。响应框同样为所有节点所接受,并可供感兴趣的节点使用。
• IDE——当身份识别扩大为可见时,这种身份识别是一种常规的CAN格式,它是CAN隐形的扩大格式。
R0 - 保留(可能未来标准变化)
• DLC - 4位数数据长度代码显示交付的字节数,框架能够传输多达8位字节的用户数据。
• 数据0 8 - 能够发送多达8字节的用户数据
• CRC - 16比特(包括1比特测量器)CRC校准码用于验证在用户数据区之前数据区段(含数据区)的传输。
• ACK - 2个地点,包括响应槽和响应分隔器。在发送节点的电文框架中,ACK是隐形的,当接收者正确收到有效电文时,接收者在回答槽中将可见的位置传送到节点,发出答录。如果接收者发现这个框中的错误,则ACK反应不会发送到发送节点,以后再发送。
EOF - 7位数框架结束符号, 全部看不见。 如果这7位似乎处于主导地位, 可能会发生填补错误 。
• 综合筹资战略 -- -- 7位数框架间距标记,由CAN控制器将收到的框架正确信息插入缓冲区时框架间隔提供。
3.2 扩展CAN
扩展名可以有 29 位代号,数据长度为 71 (0-64) = 每个框架(71-135) 比特。 注意: 没有位置填充( 本工作第5节定义了比特填充) 。
扩展的CAN-29位(图3-2)
扩展的 Can 电文与普通 Can 电文不同,其方式如下:
• SRR - 以隐含方式取代远程请求空档;当框架与延长框架发生冲突,而延长框架的基本识别与标准框架的识别特征相同时,标准框架优先度大于延长框架。
• IDE - 隐藏比特信号扩展框架,与 IDE 位置密切匹配的18位扩展代号。
· r1 – 保留
4.CAN消息
4.1仲裁
CAN通常的推理在图4-1中说明,从中可以看出,总线逻辑状态与驱动输入和接收器输出逻辑是矛盾的。 在正常条件下,逻辑高水平为1,逻辑低水平为0,但CAN总线逻辑高水平为1,称为可见度。 因此,许多发射机的驱动端是建立和拉动的,在没有任何输入的情况下,CAN总线被称为隐蔽。
图4-1:CAN公共汽车逻辑反转
当公交车可用时,启动电文的节点被允许这样做。
如果同时有许多节点访问公交车,CAN利用无破坏性的、逐个地点的仲裁来确定使用公交车的节点:每个传输节点从仲裁区(识别和RTR域域)的一开始就开始仲裁,连续输出AE(0)的最多数量可以继续发送。 识别器数量越少,优先级别越高。 具有0价值Can电文的识别器,其优先级别越高。
4.2消息类型
CAN通信分为四类:数据框架、远程框架、误差框架和超载框架。
5.位填充机制
位填充方法用于编码框架启动、 仲裁域、 控制域、 数据域、 CRC 检查和域 。 填充意味着, 如果发件人检测到流中连续五个逻辑空档, 它会自动在流中插入一个补充空档。 例如, 如果连续五个明确空档, 则在 5 个明确空档之后自动添加隐藏位置。 接收器会立即移除隐藏位置 。
数据框架或远程框架的剩余区域(CRC 分隔符、响应字段和框架末端字段)以形式固定,没有填充,错误框架和超载框架也没有填充。
CAN网络同步化要求适当升级,这也是CAN协议包括位填充的原因之一。 额外的位填充任务包括确保数据框架不被用作错误框架(由六个连续可见或隐藏的地方组成 ), 确保框架末号被正确检测到(七个连续隐藏的地方 ) 。
六. 发现错误和定义错误
CAN协议定义了五个错误探测方法:三条在媒体楼层,两条在对流层。如果数据框有错误,框架将被拒绝,接收节点将传输错误框。这将要求发送节点重复错误的电文,直到接收节点被正确接收。
在媒体层面, 错误测试包含 CRC 和 ACK 。 CRC 的 16 位区域包含 15 位校验和和 1 位定义 。 ACK 域有一个响应槽和一个定义 。
化学品审查委员会的核查错误得到了很好的理解,并核实了化学品审查委员会生成的数据域和数据前域的位置,由于一套加拿大国家协调机构报告中的数据流量不大(多达8个用户数据),15个中心具有出色的检测能力。
ACK 域函数是如何规定的? CAN 协议对此做出了规定; 也就是说, 当发送一个节点以传递数据框架时, 接收的节点必须对节点作出反应, 如果发送无节点以接收节点的响应信号, 发送的节点被视为失败, 从而导致数据被再次传输 。
格式检查是报告级别上的第三个错误检查。 此检查将观察报告必须隐形的部分, 如果在这些区域存在可见位置, 将会发现格式错误 。 这些字段包括 SOF、 EOF、 ACK 和 CRC 。
对流层错误探测方法之一是,对流层错误探测机制的每个数据位置都受到监视,如果检测到向公共汽车发送不同的位数,就会发生一点错误;然而,这样的监测机制不会监测仲裁区域的位置,因为当许多节点同时竞争公共汽车线时,高度优先的节点可能会覆盖对流层错误探测机制公交中每个数据位置的仲裁位置,如果检测到向公共汽车发送的不同位数,就会发生一点错误。然而,这样的监测机制不会监测仲裁区域的位置,因为当多个节点同时竞争公共汽车线时,高优先节点可能会覆盖对流层错误探测机制公交中公交中每个数据位置的仲裁位置,如果检测到向公共汽车发送不同的位数,就会发生一点错误。然而,这样的监测机制不会监测仲裁区域的位置,因为当多个节点同时竞争公共汽车线时,高优先节点可能会覆盖公交中线的仲裁位置。
比特填充规则是对流层的另一个错误探测策略:如果第六位的逻辑与前五位的逻辑相同,则在五个连续的逻辑位置相同之后发生比特填充错误错误。
7.网络拓扑
CAN使用不同信号,需要一对电线,建议双重扼杀,而网络的建设如图7-1所示。 使用不同信号可以减少电磁干扰,提高系统可靠性,加快速度。
高速ISO 11898标准为CAN传输1Mbps规定了最大速度,传输距离不超过40米(连接了30个节点,CAN信号没有孤立),建议的节点分支最大长度为0.3米,电缆特征为120 Om,双弦线与盾或没有盾。
图7-1： CAN CAN主线网络结构
8. 终端匹配
与阻力大小相匹配的终端等于传输电缆特征抗力,这种抗力由电缆供应商提供,似乎为Z=(L/C)。 L是对电缆装置长度的抗力,C是电缆装置的长度。
由于CAN收发报机的建造,从隐藏式晶体管向可见式晶体管驱动器的过渡十分陡峭,但从可见式到无形式的管道终端阻力是释放电力所必需的,否则,释放电力的速度缓慢,造成空间错误,原因是导体的分布。
RS 485发件人往往有内置的故障安全电路,但不允许近距离和低端港口的终端匹配阻力。
9. 电缆与接线
如果双弦线被带子隔绝,CAN公交车作为差分信号发送,屏蔽层应单点。
图9-11显示CAN电缆剖面图和连接线与单一屏蔽的连接线。
图9-1： 电缆信号、地基和终端配对的分布
通常情况下,电容器、分散感官和直流阻力的传播越大,铁丝截截力的面积就越小。 当通信偏僻时,电容器、感官和直流阻力会引发信号衰减、波形失落和震颤。
分解图通常由电缆供应商提供。
图9.2说明了24-AWG电缆变质和频率之间的联系。
图9-2： 信号衰减
十. 差分信号的电压波段值
如图10-1所示,CAN_H和CAN_L在两个不同时期是静态的。这个条件表明逻辑1,称为隐藏;CAN_H大于CAN_L,称为明显性,通常称为CAN_H电压3.5V, Can_L电压1.5V。
图10-1： CAN电平幅值
CAN标准规定，CAN总线上的差分电压>0.9V才能被识别成显性电平，<0.5V才能被识别成隐性电平，0.5~0.9之间的电平不能确定电平极性。
如表10-1所示。
表10-1显示了差压带值与电极之间的关系。
在连接项目的同时,很容易忽略或添加匹配阻力的终端。我们可以通过测量 CAN 差分电压带值来检查是否有缺失或额外阻力匹配的终端。如果没有电线阻力计算,终端阻力固定在120米,单节CAN主线差电压如表10-2所示。
表10-2显示了阻力终端数匹配值与差压带值之间的关系。
十一. 通信距离和电缆断线区域
有线断线区对通信距离、特别是远程通信影响很大。分布式电容器、分散传感器和长距离传输线直流参数导致信号衰减。许多CAN通信应用有长距离和低港口速率。 例如,该公司的KTC 161通信控制系统使用10 kpbs, 其传输距离不小于3公里。
如图11-1所示，1号节点与2号节点相隔5km，使用的传输电缆直流电阻12.8欧姆/km，终端匹配电阻为124欧姆。1号节点发送的波形差分电压幅值为2V，经过5km传输电缆到2号节点时，差分电压幅值大约为1V，信号衰减了一半！我们在上文第10节中提到过：CAN总线上的差分电压>0.9V才能被识别成显性电平，现在2号节点只有1V差分电压，其可靠性已经变的较低。
确保可靠数据传输的有益经验战略是确保节点末的差价电压超过1.2V。
值得指出的是,分布电容器和分布感应器在地图上被故意忽略,以确保波形传输不会被扭曲。
图11-1： 直接电流抗抗力隔断电缆电缆传输图图
如表11.1所示,拦截区如果终端对接阻力与电缆阻力相同,则处于双重扼杀的最大通信距离:
表11-1:最大通信距离截止区
大型尾调值(150至300米)有助于延长公交车的长度,以减少直接流量对电缆的阻力造成的电压损失。例如,1.A的横截面是5毫米2的双弦电缆,电缆特征为120毫米。 港口速率为5千磅,使用120-Om阻力最远距离传送5千米,但用300-Om阻力传送7千米!
十二. 港口费率、终端对接阻力和通信距离都是需要考虑的因素。
上面第11节描述了传输线的截断区与通信距离之间的关系,本小节将保持传输线的截断区,并看到其他参数对通信距离的影响。 例如,在截断区为1.,如图12-1所示,有5毫米2的屏蔽双线,加上港口速率、端对齐电阻力和通信距离。 其中,波特的速率高,通信距离有限。 例如,一个Mbps在信号隔离后通信距离大约为25-30米(在大多数实际项目中,通信模块将被电隔离,隔离装置将减少通信距离),波特的速率较低,终端阻力增加,从而可以进行远程通信。例如,当5千字节点时,终端接线为390 Om,通信距离可以高达10公里!
图12-1： 港口费率、终端匹配阻力和通信距离都是需要考虑的因素。
十三. 通信距离和信号延迟
在港口费率高的情况下,信号延迟限制了Can的通信距离。 当信号通过闭合的光联、传输电缆和 ESD 装置时,会出现信号延迟。 如果CAN的再同步不足以弥补这一延迟,将会导致取样错误,并由CRC予以验证。
图12-1显示的截断区为1.5毫米2传输电缆,最大通信距离在不同的港口费率和与终端相当的电力阻力下。 其中,通信距离大约为30米左右,而波特费率是1 Mbps.A 30米通信电缆,传输损失较低,基本上是一种信号延迟,影响通信距离。
传送电缆通常延迟5毫秒/米,高速光电连接25毫秒,磁连接隔离装置延迟3至5毫秒。
其中：
tl_MAX: 最大延迟时间
tBIT：位时间
以1Mbps为例，其位时间为1us，则tl_MAX < 0.245 × tBIT = 0.245 × 1us = 245ns。信号在1.5mm2传输电缆上传输49米就能达到这个延迟时间，另外再加上信号上升/下降沿时间以及隔离器件、ESD器件、PCB走线延时，实际项目中，1Mbps波特率在1.5mm2传输电缆上只能传输30米。
因此,485卢比的波特率可能超过10兆位/秒,甚至50兆位/秒,而CAN标准最高利率仅为1兆位/秒。
表13-1载有确定延误的参考标准,所建议的信号延迟出现在实际项目的良好栏目中。
最大延迟参考(表13-1)
十四. 最低节点间距
CAN公共汽车是一种分布式参数线路,其电力质量和反应能力主要由沿物理介质散布的传感器和电容器决定,在这种情况下,物理介质包括电缆连接、连接器、终端和CAN沿公共汽车线连接的设备。
如果负载为空,传输电缆特性可能为Z=(L/C),其中L对电缆装置的长度有抗力,C是电缆装置的长度。当负载上升时,传输线路上的电容器增加(载荷电容器、与公共汽车相连的载荷),传输电缆特性小于它们抵抗空载荷时。
图14-1： CAN原则的不平衡负担概述
当 CAN 公共汽车无法匹配时,就会发生信号反射,而CA的仲裁机制又加剧了信号反射:在仲裁期间,两个或两个以上的节点可能同时发出一个以上可见位置。 如图14-1所示,当S1转换从占支配地位的国家转换为=0的无形状态时,CAN驱动的差分输出电压是Vs,而公共汽车上的差分信号从占支配地位的国家(Vs)进入稳定的隐藏状态(0V)。
载荷总电荷电容器CL和电缆的单位长度分配功能C是载荷与载荷之间的最低安全距离,定义如下:
该设备组的总载荷电容器CL由CAN收发器、连接器、隔离器、保护装置、印刷电路板和其他有形连接器的综合电容器组成。
3.A 3V CAN收发器一般可能达到发件人数据文件中规定的16个pF电容器;印刷机一般为0.5pF0.8pF/cm,视电路板的材料和结构而定;连接和安全装置的电容器范围(例如,根据设备数据手册,ESD装置可能很大,非屏蔽双弦式介质的配电费大约为40pF/m70F/m)。
图14-2更清楚地描述了图表。
图14-2： 最小CAN设备间距
15. 信号位取样点的位置
信号位取样点是显示统一逻辑位置的CAN节点。 如图15-1所示,CAN标准将每条公交车线分为不同的阶段,每一段分为同步段、分配段、第1阶段和第2阶段或第4个连续部分。 取样点位于第1阶段缓冲段和同步段、分配段、第1阶段和第2阶段或第2阶段连续4个部分之后。
图15-1： 显示每个数据位置各组成部分的图表
一般来说,CAN节点是每个点的一个取样点(也可以进行三次取样,特别是低速设置),取样点位于一个位置50%之后的地区,以稳定信号水平。 尽管如此,当取样点超过95%时,取样点不如取样点好,这会造成传输过程的变异,可能造成错误。
低得多的取样点(如80-90%)可以进行长距离传输。通过提高点宽度和样本点容度,提高节点港口速率登记册的最大值(最多3个单位小时 ) 。
16. 波特率偏差
CAN通信港口利率的实际和理论价值因结晶的影响而发生变化,如果两个节点之间的港口利率差异很大,可能会很快导致错误率或通信故障率上升等困难。
根据CAN标准,理论港口利率不应偏离实际港口利率的1%以上,节点需要容忍的港口利率偏离不应低于3%。
17. 节点容抗
在CAN通信电路的设计中,节点阻力很容易被忽视,节点阻力包括收发机腿插头、多氯联苯电线电容器、ESD装置电容器和其他电线电容器。
CAN标准被严格指定为节点阻力,在节点上阻力不断增长,节点上上下减慢,导致空间异常和误差率上升。 线上和线下减速可能导致信号延迟,降低信号传输质量和高端港速通信距离。
节点容抗不易测量，需要专门仪器。在电路设计时，要对结合数据手册中给出的典型值，对CAN接口电路使用的器件总电容值进行估算。对于高波特率情况下，单节点电容推荐<100pF，多节点电容推荐值见表17-1所示。低波特率应用可以放宽要求。
表17-1显示了单一节点的最大容量。
18. 节点数量
发件人能够驱动的最小负载阻力决定可能连接到网络的节点数目。 最大节点数由以下公式提供(考虑到最坏情况设想方案):
其中：
Rdiff_min: 最小发件人差异输入阻力
RL_min:对发射机的运输阻力越低越好。
RT_min:符合抗药性最小最小值的终端
收发机芯片界定了不同输入抗药性最低值(Rdiff_min)和运输抗药性最低值(RL_min),这些值可能由上方公式中的发件人驱动,而传输电缆的抗药性和具体应用决定了与最低抗药性相称的终端(RT_min)。
考虑CCA82C251收发机,它具有不同输入阻力最小值Rdiff_min = 20KOM,并且可以由收发机最小负抗力值RL_min = 45 OM驱动,因为终端符合RT_min = 120OM的最低阻力值;最大节点数为112。
19. 组合组合电压范围
高可燃电压会影响系统,造成零星的重新启用、锁、误差率上升,甚至设备损坏。 在远程通信系统中,可燃干扰问题变得更加严重,随着通信线路距离的加大,地面电路的噪音会增加。
目前CAN收发机可承受一定数量的共温电压,ISO 11898要求CAN收发机可承受2-V-7V共温电压,然而,对数千米长的CAN通信系统而言,标准共温电压承受能力远远低于实际需要,因此远程数据传输系统目前仍需要隔离。
20. 公共汽车上的短路和断热防护
公交车短路保护短路确保公交车和电力供应或亚常规故障时CAN收发报机不会被摧毁,在短路故障修复后,CAN收发报机可以继续运行。 这一功能保护收发报机不受一般线极地反转、电缆绝缘故障和高压源无意短路的影响。
电路外的热能用来帮助CAN收发器防范短路引发的破坏性电流和高温。当电路外的热发生时,装置进入停机模式。当设备冷却到正常操作温度时,立即恢复功能。
我们公司的CCA82C251收发机提供短路和热离线保护。 短路保护可以让公共汽车立即与24V电源连接。
21. 电流隔离
长距离数据传输可能导致地面动力差异、循环问题和加澳新公共汽车高商品电压。 如果通量电压超过加澳新收发机的最大耐受度,数据连接就不正常了。
使用目前的隔离是解决这些问题的一种解决办法:隔离变压器为系统提供动力,照片组合或数字分离器提供数据隔离;电力隔离消除循环,减少噪音电压。图21-1显示的是目前隔离的电路,该公司的CAN接口电路也采用目前隔离的电路。
图21-1： 长途远程电信电路目前分离的电路图
有22个。 RS 485个界面线路和能够连接电路
CAN大客车和RS485大客车都使用不同信号传送数据,在一般线放大、终端匹配、信号衰减、孤立和位置、港口费率和通信距离关系方面都具有可比性,不过,CAN具有一些独特的特点,在接口设计中无法复制RS485的接口线路。
使用CAN公交车(CAN)对信号延迟十分敏感,信号分离必须使用高速光联或磁联动装置消除信号延迟。 过度延迟的后果(第二小节)是公司广泛使用TLP 521轻联动在CAN接口电路中无法使用。
CAN公交车对电容器敏感,建造CAN接合电路需要使用CAN特有的共同模式感测和专门的ESD设备;它必须根据所使用的最大港口速率和通信距离来决定,公交车可以扩大过滤电容器和过滤电容器。
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