《道路车辆控制器局域网络（CAN）-第1部分：数据链路层和物理信号》是ISO 11898-1:2003标准的详细文档，该标准在汽车行业中扮演着至关重要的角色。CAN（Controller Area Network）是一种多主站串行通信协议，设计用于在车辆的各种电子控制单元（ECU）之间实现高效、可靠的通信。
一、CAN总线概述
CAN总线是一种分布式控制系统中的通信协议，最初由BOSCH公司为汽车工业开发，以解决汽车内部不同电子系统之间的通信问题。它具有高可靠性和错误检测能力，能够处理大量的实时数据，适用于环境恶劣且对安全要求高的应用。
二、数据链路层
数据链路层是OSI模型的第二层，负责在物理介质上传输无差错的数据帧。在CAN协议中，这一层包含两个子层：逻辑链路控制（LLC）和媒体访问控制（MAC）。尽管在CAN中LLC的功能相对较弱，但MAC子层则执行了帧结构定义、错误检测与处理等关键任务。
1. 帧结构：CAN数据帧分为数据帧和远程帧，两者又可进一步分为标准帧（11位标识符）和扩展帧（29位标识符）。数据帧包含标识符、仲裁字段、数据字段、CRC校验、应答场和帧结束。
2. 仲裁机制：CAN采用非破坏性优先级仲裁，使得高优先级的消息能够在低优先级消息传输时中断其发送，而不破坏已发送的数据。
三、物理信号
物理信号部分规定了CAN信号如何在实际的物理介质上表示。ISO 11898-1描述了两种不同的物理层实现：单端非屏蔽双绞线（CAN-High和CAN-Low）和屏蔽双绞线（ISO 11898-2）。
1. 单端非屏蔽双绞线：这是最常见的CAN总线实施方式，通过两根导线（CAN_H和CAN_L）的电压差来表示逻辑1和逻辑0。
2. 屏蔽双绞线：在需要更高电磁兼容性（EMC）的场合，使用屏蔽双绞线可以提供更好的抗干扰性能。
四、错误检测与处理
CAN协议具有强大的错误检测机制，包括位错误、填充错误、CRC错误等。当检测到错误时，节点会通过发送错误标志来通知其他节点，并可能进入被动或主动错误状态。
五、应用
除了汽车行业，CAN总线还广泛应用于工业自动化、楼宇自动化、医疗设备和航空航天等领域，因其可靠的通信能力和低硬件成本而备受青睐。
ISO 11898-1:2003标准是理解和实施CAN总线技术的基础，对于汽车工程师和其他涉及CAN通信的工程师来说，是一份不可或缺的参考文献。通过深入理解这一标准，可以确保CAN网络的正确设计、安装和维护，从而实现高效、可靠的系统通信。
