CAN 协议: 了解控制器局域网路

控制器局域网(局域网)电路,又称CAN协议,允许在车辆内植入的电子设备相互通讯。例如,发动机管理系统、主动悬浮装置、中央锁闭、空调、气囊和其他特征。1983年Robert Bosch有限公司提出了这一概念。目标是提高汽车的质量和安全性。车辆的可靠性和燃料经济都有所改善。
《世界可乐协议》于1986年首次发行。还提供了通讯进步服务。这一点意义重大，由于当时电子和半导体工业的扩展带来了新技术,因此不可能这样做。然而,它也给汽车企业的工程师带来困难。例如，电子设备提供功能性和复杂性。包含“communitate”设备的能力。合并这些装置是汽车工程师的一项共同任务。以核实它们是无误的。
CAN简化了程序,允许多个电子模块通过一条电线相互交流。
" Can " 车配有一套技术装置网络。它们交流数据和信息。例如，一个火花点火，需要火花点燃房间里的火焰。在这里，时机很重要。为核实这样做是否适当,它与车辆的发动机控制装置进行通信。这是起火的最佳时机赋予权力和燃料经济。
车辆变压器控制股的通信是设备间通信的另一个例子。它利用了来自发动机控制装置和整个系统许多传感器的数据。根据其速度自动改变车辆的装备。在每个电气设备中都有一个ECU/MCU(电子/微控制装置)。它有自己的一套交换和转让数据的准则。
然而，有两个或两个以上的设备互相交流。为了进行适当的沟通,他们必须配备硬件和软件。在对车辆适用CAN之前,每个电子装置都通过电线连接(或更确切地说,通过电线连接),每个电子装置都通过电子手段使用。点对点电缆)连接一个装置与另一个装置。当函数简单时,这种做法就足够了。然而,随着电力技术的发展,汽车工程师面临的最困难的困难之一是如何将各种设备联系起来。以便实时信息交换。为解决这一问题,创建了CAN协议。

例如,CAN协议中点之间的铁丝网连接。
该协议为电子设备在公共连锁公共汽车上的信息流通制定了标准,降低了连接和系统的总体复杂性。

显示使用 CAN 协议的设备连接的算法图 。
多地区通信没有标准时限发射/接收技术的支持。域是一组电子设备，他们在日常系统工作方面有着类似的需要。例如，域由 CD/DVD 玩家、 GPS 和 监视器组成 。同样，仪表板，空调系统(又称气候控制),雨刷，灯，另一个字段是门锁。
汽车电子设备可分为几个领域,CAN公共汽车支持多个通信领域,对车辆工程师极为有用。
汽车电子设备可分为几个领域,CAN公共汽车支持多个通信领域,对车辆工程师极为有用。

CAN协议支持多地区车辆通信。
CAN协议是电子设备网络中发送和接收信息的一系列规则,它规定了如何将数据从网络中的一个装置传送到另一个装置。
令人惊讶的是,CAN的设计特别侧重于汽车部门,但其结构和利益导致协议在包括火车、飞机和医疗服务在内的其他行业获得通过。

CAN协议已经简化。
使用 CAN 协议进行互动的每个电子设备(或节点)都通过公共连环总线连接,允许电文传输。为了传输这些数据,节点必须首先拥有使用 CAN 协议进行互动的必要硬件和软件bych 电子设备(或节点),通过公共连环总线连接,允许电文传输。为了交换这些数据,节点必须首先拥有必要的硬件和软件。

CAN网络的不同节点。
典型的 CAN 网络由许多节点组成,如上图所示。 每个设备都有一个主机控制器(ECU/MCU),负责特定节点的运作,还有CAN 控制器和收发器。
CAN 控制器将来自节点的信息转换成 CAN 协议信息,这些信息随后通过 CAN 收发器发送到连续总线上,反之亦然。 控制器是节点主控器或独立安装的芯片。
CAN协议不符合主结构, 也就是说, 网络上的每个节点都可以在 CAN 公共汽车上读写数据。 当一个节点准备传输数据时, 它会核实总线的可用性, 并将 Can 框架发布到网络中 。 框架是一个由网络中有意义的数据序列比特或字节组成的结构 。
地址协议和基于信息的协议是两种形式的协议。
以地址为基础的协议中的数据包包括通信发送装置的地址。
以电文为基础的协议中的每一项信息都由预先确定的识别号来识别,而不是地址。
Can 信件由在特定结构(称为框架)中分组的10字节数据组成。每个字节中的数据在 CAN 协议中被定义。
将向所有使用 CAN 协议的节点发送一个框架 。能够根据节点的 ID 确定是否接受它 。如果多个节点同时发送一个消息,则该消息将被丢弃。最优先的节点(即公交车进入仲裁身份证最低节点)。低优先节点必须等待公交车到达。
好处

• 低成本:由于CAN系列公共汽车使用两条线路(高容量和低成本制造),因此具有极佳的性价比。
• 能够提供突出的错误探测和错误处理方法,以及非常可靠的通信,并在很大程度上防止电磁干扰。
• 节点不受协议约束,可能很容易连接或分离。
• 快速:CAN支持40米长的公交车每秒1位数的数据率。
• 多重主要通信:任何节点都可以连接到公共汽车上。
• 节点过错限制:断层节点不干涉通信。
• 信息可以广播到一个、几个或所有节点。
• 标准化:标准化组织通过ISO-Dis 11898(高速应用)和ISO-Dis 11519-2(低速应用)达成标准化的CAN协定,汽车工程师协会等工业集团也使CAN协定标准化。
  CAN 体系结构
  CAN协议使用目前的OSI参考模型在网络节点之间传输数据。OSI参考模型提供一套7级的数据,用于连接装置之间的通信。OSI模式的7层是可靠的,广泛用于广泛的通信协议。
  

CAN 体系结构。
如下文所述,每一层都有自己支持上层和下层的一套职能。
应用层
它是一个窗口,用户和方案可以通过这个窗口获得在线服务,典型功能包括资源共享、远程文件访问、网络管理、电子邮件等等。
表示层
这一层最重要的职责是建立数据格式,如 ASCII 文本、 EBCDIC 文本、 BINARY、 BCD 和 JPEG。 该层还充当接收应用程序层使用的格式的数据转换器。
会话层
它可以在使用两种不同装置的流程之间创建、沟通和终止会话,以及实施安全、姓名识别和记录记录。
传输层
传输层保证信息以有序和顺畅的方式发送,不造成任何损失或重复,减轻对数据从较高层次转移到较低层次的关切。
网络层
提供端对端逻辑定位系统,使数据包能够跨越多个层次,网络连接得以建立、连接和终止。
数据链路层
它将原始数据封装在从物理层传送的框架中。 这层楼负责将框架从一个设备无误地移动到另一个设备。 交付框架后, 它等待接收设备的确认 。
C1.1. MAC层:该层负责框架编码、误差探测、指挥、排序和反顺序。
LLC(逻辑链控制)层:LLC子层提供多常规再利用的方法。它使不同的网络协议(IP、Decnet和Appletalk)能够在多点网络的同一个网络频道上共存和传输。它接受传输并提供节点之间的错误控制 。完成多常规再利用协议的MAC层传输和解码功能。
物理层
物理层将位置从一个装置传送到另一个装置,并管制空间流动,说明用于传输协议的电压和电缆的确切类型,提供在电缆、卡片和物理波上传输和接收数据的硬件技术。
CAN协议采用OSI模式的最低两个层次,即物理层和数据连接层。 其余5层由通信层组成,而《世界Can Code》为系统设计者提供了可视需要优化和修改的通信层。

图7:利用CAN协议显示网络层框架绘图。
下面的图像描述了每个组成部分的功能。

图8: 描述各CAN网络组成部分作用的框架。
图表说明了CAN协议的想法。每个节点都有自己的主机控制器。也称为微控制器，这是一台廉价的小电脑主机控制器完成 OSI 模型的应用层 。微控制器从其他电子控制装置(例如刹车、转移用途、电窗等)收集数据。为了与其他节点互动,然后寄给罐头控制器在数据链层,CAN控制器将逻辑链控制与MAC中型出入控制结合起来。有限责任委员会为每项通信使用单一的识别码,使信息过滤成为可能。停战委员会次级结构信息如下。一旦构架完成，随后是仲裁、发现错误和确认。数据连接的MAC子层负责所有这一切。框架被发送到罐头传输接收器进行编码和解码。最后, " Can " 运输接收器与 " Can " 公共汽车相连。无法将信件附加到 mh 文件夹:%s:%s
与 " CAN " 协定有关的条款
总线值
CAN协议将二元价值分为主导地位和隐蔽地位。
CAN的主要位置被定义为逻辑"0"
CAN将隐蔽位置定义为逻辑的“ 1 ” 。
在CAN系统中,占支配地位的位置总是覆盖隐藏的位置。
基于消息的通信
消息是一个数据包，它传送节点之间传递的信息。集装箱内的每条电文都用一个独特的识别号码识别。标识号码由信件内容决定。保存到信件标识此外,标识是网络中唯一的标识。因此,当传输节点向所有节点发送整个网络的数据时,它只检查一个身份证号码使信件能够通过过滤器流动,同时拒绝其余内容这样做是为了节省分类时间。这是政府第一次有机会通过基于信息的议定书。可以增加额外的节点,而不必对系统进行重新编程。因为公共汽车站没有与节点搜索相同的识别信息。因此，与公共汽车软件和硬件相连的任何单位无需修改。

图9: CAN 协议信息网络交通图

信息框架

容器中的信息以称为框架的格式传送。帧是定义的结构，在网络中插入有意义的位元或字节数据序列。数据连接层的MAC分层负责信息架建。框架标准或展期分为两类。识别字段区分这些框架。带有11位数识别字段的 " Can " 框架被称为标准 " Can " 框架。展期框架可以是带有29位数识别字段的展期框架。
标准框架

图10:图表说明如何在常规的 " 能够 " 框架中构建信息。
标准中包括以下领域:
它引导信件的开始, 并用来同步公交车上的节点。 在实地的主导位置代表着框架的开始 。
IDENTIFIER - 它有两个功能:确定哪些节点可以进入公共汽车,并确定信息类型。
它识别数据框架或远程框架。 RTR在数据框架中可见,但在远程框架中看不见。
c IDE 识别扩展名。 它用于表示框架格式。 shusard 框是可见的, 扩展名框是隐藏的 。
c R0-反向位置。目前未使用,今后将使用。
c DLC- 数据长度代码。 这是包含传输字节数的四位数数据长度代码。
cDATA - 用于传输存储的多达64个应用数据位置。
16位(15位分隔符)循环冗余检查(CRC)包括先前用于检测错误的应用程序数据的校验和。
当数据被成功接收时,它会以鼠标分隔符来平衡鼠标位和鼠标分隔符。当数据被正确接收时,收件人会将ACK 槽中的隐藏位置转换为可见位置。
cEOF-框架结束(EOF) 这个7位数字段表示 CAN框架的结束并禁用它 。
当你利用比特填充时,它会发出一个填补错误的信号。
它提供了两个框架之间的空白, 由三个隐藏的地方组成, 称为间断 。 这次允许在下一个框架开始之前对节点进行内部处理 。 c IFS- 框架空间, 显示将连续信件分开的最小位置数 。
扩展 CAN

图11:扩展的CAN网络的组成部分及其运作。
和11位数的识别号码一样 它只是增加了几个字段
cRR - 备选反向请求。 SRR 位数总是作为隐藏位置发送,以保证在标准数据框架与扩展数据框架之间发生仲裁时,如果两个信息具有相同的基数(11位),标准数据框架总是优先。
R1- 其它目前空的空位, 可以保存到将来使用 。
消息框架
在公共汽车上,可以采用四个主要框架。
数据框架是最经常使用的框架。当一个节点向系统的任何或所有节点发送信息时。数据帧由字段组成，这些变数包括关于CAN标准定义的额外信息。数据框中包括了仲裁领域、控制领域、数据领域、CRC领域、两个响应领域和框架末领域。

图12显示了CAN网络使用的数据框架。
远程框架- 远程框架的功能是请求允许从另一个节点传输数据。 这与没有数据字段的数据框相似, RTR 位中隐含了数据字段。 例如, 控制车辆中央锁的微处理器可能要求动力传输控制器提供关于齿轮选择器状况的信息 。
如果通过发送或接收节点识别出错误,则生成错误框架。它将立即终止沟通,提供不正确的框架。错误框由带有六个可见位数的错误标记和带有八个隐藏位数的错误标记分隔符组成。控制器能反复发送错误框架吗?确保节点不会妨碍公交车线路。

CAN网络上的错误包见图13。
重新装入框架与错误框架相似, 但它意在在延迟之间传递更多信息。 当节点太忙无法接收时会生成一个重框架 。

CAN网络的超载框架(图14)。
这是一种在两个或多个节点同时传递信息时解决冲突的方法。在这种技术中，只要总线是空闲的，信息可以由任何单位发送。如果两个或两个以上的设备同时开始传输,因此,公共汽车旅行是一场争吵。另一方面,利用ID号仲裁可以解决这一问题。在仲裁过程中，每个发射机将发射机的价值与总线的价值进行比较。如果位值相同，则节点继续发送位。但是在任何时候，如果传输的比特值与公交车上的比特值不同,隐形部分隐藏在可见部分后面。可否将电文仲裁领域除以11或29?ER, 以及远程传输(RTR)位优先给予价值最低的标识符。RTR区分了作为隐蔽远程框架的RTR和作为明确数据框架的RTR。如果同时启用同一标识的数据框架和远程框架,在这种情况下,数据框架优先于远程框架。有了仲裁这个概念，不存在知识丧失或时间浪费等现象。
CSMA协议的CAN
CSMA是一个多站点准入协议 检测承运人。在通过共享媒体(例如以太网)传送之前,节点确保没有交通。 (电子公交车)在 CSMA 中，在发送信息之前,公共汽车上的每个节点都等待一定的时间。等待期一结束每个节点都有同样的机会发出信息取决于信息在识别领域 的预编程优先程度换句话说,最优先的识别方式是给予公共汽车通行权。它在OSI模型的物理层上实施。为了进一步理解《卡西马公约》,请参考以下例子。在讨论中，每一个人都有同样的机会表达自己的意见。然而,当一个人说话时,其他人保持安静，等着他们轮到你听话说话然而,如果两个或两个以上的人 在同一时间开始说话,所以他们查查事实,然后停止说话。

错误控制

错误检查与故障限制
这是Can的特征之一使其更加健壮。在CAN协议中,有五种方法可以发现问题。其中三种在消息级，另外两种在位级。网络中的每个节点同时接受或拒绝每个框架。如果节点发现错误, 它会报告 。它向每个节点发出一个错误标记,摧毁它传送的框。发送节点重新发送帧
消息级别
循环冗余校验
在这个阶段，通过转发节点,计算出一个15比特的循环冗余检查。然后进入CRC区。所有节点都接受此值 。然后由所有节点计算CRC值。然后将结果与转让值进行比较如果值不同，则生成错误帧。这样做不可行,因为其中一个节点没有收到成功接收的信息。因此将重发消息。
应答槽
在发送节点信件时, 在确认空格中发送隐藏的空格 。 收到此信件后, 主空格将替换回信空格, 从而确认至少一个节点成功获得此信件 。 如果这是隐形的, 所有节点都无法正确获得此信件 。
表单错误
框架末、框架空间和分隔符确认始终是隐藏的字段,如果在这些字段中发现任何节点,这些节点被CAN协议定义为不遵守协议,并在规定的时间长度和电文原件重新发送后构建了格式框架。
位级
填写错误
位数填充是通信和数据传输中广泛使用的一种方法。插入非信息比特时产生相同的比特率或框架。为了收回原始电文,从数据链中删除了这些额外比特。由于NZZ接近,罐头巴士不会闲置。连续五个点的数值相同,在溪流中,填充一个有补充值或相反值的点。如果在 SOF 和 CRC 分隔符之间发现相同值的六位元,则生成错误帧。检测到错误后，终止传输并重复帧。如果错误继续，因此,车站或节点可能关闭。以防止总线被绑定。
位错误
发送比特的节点总是在监视公交车。 当发件人提供的比特值与公交车的比特值不同时, 它会产生错误框。 一个例外是, 当一个隐藏的位置被发送, 一个可见的位置在仲裁论坛或确认时被批准 。
CAN协议最初是为汽车网络设计的。它目前正在适用于所有其他部门。豪华轿车申请目前安装在大型车辆上,如卡车、公共汽车、火车和履带车。CAN公共汽车的独特能力使电气设备能够相互交流。这使它在医疗专业中发挥重要作用。例如,重症监护室和手术室。时间和通信的重要性怎么强调都不为过。Can Protocal也用于娱乐部门,以改善工作室照明和门系统控制。剧院 活动大厅 诸如此类的其他形式的娱乐包括赌博机和玩具。在科学领域，高能实验和天文观测台都使用CAN嵌入网络。

• 在过去15年中,电子行业生产了100多件产品,其中大多数已经上市,2018年以来用了五年时间。

• 潜意识记录了数千个实地一级的电子工程课程, 从部件到核心模块到整个产品, 古代白人一开始说, “愿世界工程师不要转弯。”

• 有一个关于MOS管和IGBT的全面课程。

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