CAN總線的技術(shù)規(guī)范與控制器類型
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為了讓汽車更安全、更有效率、更可靠和更容易操控，一臺車體中采用的電子控制單元已越來越多。在這種情況下，各個單元間的通信通力也就越來越重要。傳統(tǒng)的配線方式已顯得過于復(fù)雜，而且會增加車體重量和配線成本。這時就出現(xiàn)了對先進(jìn)車載總線技術(shù)的使用需求，以對復(fù)雜的電子控制單元及行車信息提供整合控制，進(jìn)而實現(xiàn)線傳控制系統(tǒng)的理想境界。
在汽車中的電子化功能主要是要對車體中的各個零件及安全裝置進(jìn)行控制，以及為駕駛提供行車或娛樂性的信息。不同的應(yīng)用有不同的傳輸速率及控制機(jī)制的要求。目前業(yè)界常見或在發(fā)展中的幾項代表性的總線技術(shù)如圖1所示。
圖1 不同總線技術(shù)的速度及應(yīng)用定位
CAN協(xié)議具有許多優(yōu)勢，包括它能讓設(shè)計者很容易地為CAN系統(tǒng)新增或移除網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，而且不會影響其他網(wǎng)絡(luò)。CAN系統(tǒng)中的分散性微控制器無需依賴中央的主控制器就能收發(fā)信號，從而讓信號的流量管理更有效率，也有助于減少內(nèi)部線路的需求。
在CAN系統(tǒng)中，每個節(jié)點(diǎn)的地位是相同的，也就是說只要總線處于閑置狀態(tài)，每個控制器節(jié)點(diǎn)都可以傳送信號給任何其他的控制器?？刂破魉l(fā)出的每個信號都有自己的識別碼，因此各個節(jié)點(diǎn)會接收與自己相關(guān)的信號，并忽略不相關(guān)的信號。更重要的是，在此機(jī)制中，當(dāng)任何控制器出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)中的其他裝置仍然能夠正常運(yùn)作，并能保持無障礙的通信能力。
在應(yīng)用上，CAN協(xié)議通常是用來傳送信號以觸發(fā)某些事件，例如在急剎車時拉緊安全帶或傳送測量到的數(shù)據(jù)（如溫度值或壓力值），因此在它的定義中限定所傳送的信號不會大于8字節(jié)。它不會去中斷任何進(jìn)行中的通信行為，但會為發(fā)出的信號設(shè)定優(yōu)先權(quán)，以避免產(chǎn)生信號之間的沖突，并確保緊急的信號能夠被優(yōu)先傳送。不僅如此，此協(xié)議還具備誤碼檢查的機(jī)制，讓整個通信過程更可靠。此傳輸規(guī)范具有很高的效能，在CAN系統(tǒng)中每秒可傳送7600個8字節(jié)信號或1800個觸發(fā)信息。
一般來說，CAN協(xié)議具有以下特性：
□ 信號的優(yōu)先次序；
□ 對延遲時間的保證；
□ 配置上的彈性；
□ 提供具有時序同步性的多點(diǎn)傳輸接收功能；
□ 系統(tǒng)級的寬數(shù)據(jù)一致性；
□ 多主機(jī)架構(gòu)；
□ 誤碼偵測和誤碼信息；
□ 當(dāng)總線出現(xiàn)空檔時，會立即自動重傳損毀的信號；
□ 能分辨節(jié)點(diǎn)的暫時性錯誤和永久性錯誤，并自動地關(guān)掉確定失常的節(jié)點(diǎn)。
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