汽车新技术CAN专题.pdf

CAN（Controller Area Network）是一种广泛应用于汽车和工业控制领域的通信协议，由德国博世公司（Bosch）在1980年代初期研发。CAN总线技术的诞生源于对汽车电子系统集成度提升的需求，旨在减少车辆内部的电线数量，提高系统可靠性和性能。CAN总线通过一种非破坏性的仲裁机制，使得高优先级的消息能够在网络中优先传递，无需主控器，这大大简化了系统架构。 CAN总线的关键特性包括： 1. **非破坏性仲裁**：在CAN网络中，多个节点可以同时尝试发送数据。通过比较标识符（ID），网络能够确定哪个节点的数据具有更高的优先级，低优先级的发送会被中断，而不会干扰高优先级消息的传输。 2. **错误检测和处理**：CAN协议内置了多种错误检测机制，如位错误、帧错误等，一旦检测到错误，节点会自动断开，防止错误数据传播，保证网络的稳定运行。 3. **报文识别**：CAN报文不是基于发送或接收节点的地址进行识别，而是基于报文内容及其关联的标识符，标识符同时也定义了报文的优先级。 4. **CAN控制器类型**：早期的CAN控制器有两种主要类型，即BasicCAN和FullCAN。BasicCAN对CPU资源的需求较低，但报文处理能力有限，而FullCAN则提供更强大的报文控制，但可能占用更多CPU资源。 5. **标准化和一致性**：CAN 2.0版本在1990年被提交给国际标准化组织（ISO），并最终在1993年成为国际标准ISO 11898，定义了物理层和数据链路层。后续的ISO 11898-2和ISO 11519-2进一步扩展了标准，包括29位标识符和容错方法。 随着时间的推移，CAN技术不断发展，出现了高速CAN（最高1Mbps波特率）和低速CAN等变种，以适应不同的应用场景。为了确保CAN设备间的互操作性，一致性测试变得至关重要，如ISO 16845测试规范就是用来验证CAN芯片是否符合Bosch的参考模型。 随着汽车电子技术的不断进步，CAN总线已经成为现代汽车电子系统的核心组成部分，不仅用于车辆内部的各种控制单元通信，还被广泛应用到其他交通工具和工业自动化领域。尽管存在一些挑战，如网络安全和带宽管理，但CAN总线仍然是一个强大且可靠的通信解决方案，持续推动着汽车行业的发展。