CAN技术规范总线4.ppt

CAN技术规范，1991年9月的BOSCHCAN技术规范2.0，包括a和b部分。2.0A给出了控制器局域网消息的标准格式。2.0B给出了标准和扩展的消息格式。1993年11月，国际标准化组织正式颁布为：道路交通工具-数据信息交换-ISO11898。2.0B与2.0a完全兼容。因此，我们引入2.0B CAN总线规范(版本2.0) can 2.0a: can标准消息格式CAN2.0B:CAN标准消息格式和扩展消息格式ISO11898-1/2/3/4国际标准CAN总线技术规范的目的是定义数据链路层在周围层中扮演的角色，ISO/OSI网络模型，LLC:逻辑链路控制子层MAC:媒体访问控制子层，ISO/OSI网络模型表达式，逻辑链路控制(LLC)-接受过滤控制器局域网每一层的定义与现场视察是一致的。控制器局域网规范定义了模型的两个底层：数据链路层和物理层，它们是设计控制器局域网应用系统的基础。1991年9月，博世公司发布了2.0版的控制器局域网技术规范。该技术规范包括两个部分：2.0A和2.0A给出了1.2版中定义的控制器局域网消息格式，而2.0B给出了标准和扩展的消息格式。该规范主要针对控制器的设计者。对于大多数应用系统设计人员来说，只需了解2.0版技术规范的基本结构、概念和规则，并了解一些基本参数和可访问的硬件。控制器局域网技术规范，MSCAN08/MSCAN12，6，控制器局域网的基本概念，MSCAN 08/MSCAN 12，7，消息和信息路由，总线上传输的消息。格式不一定相同，但长度是有限的。信息路由)CAN不为通信单元分配地址，消息的寻址内容由消息的标识符指定。所有的控制器局域网节点通过消息过滤来决定是否接收消息1、系统灵活性2、消息路由3、组播4和数据一致性。MSCAN08/MSCAN12，9，比特率是指总线传输速率。下表列出了距离和比特率的相关数据。这里的最大距离是指没有连接到中继器的两个单元之间的距离。MSCAN08/MSCAN12，10，位位置和同步，标称比特率：理想发射机每秒发送的位数，不需要重新同步。NominalBitTime:是标称比特率的倒数。它被分成几个不重叠的段：同步段(SYNC_SEG)、传播段(PROG_SEG)、相位段1(PHASE_SEG1)和相位段2(PHASE_SEG2)。MSCAN08/MSCAN12，11，优先级，优先级在CAN总线上发送的每个消息都有一个唯一的11位或29位标识符。标识符越小，消息的优先级越高，因此标识符为全0的消息具有最高优先级。多主机、CAN工作在多主机模式，网络中的任何节点都可以随时主动向网络中的其他节点发送信息，无论是主节点还是从节点，具有灵活的通信模式，不需要站点地址等节点信息。此功能可用于方便地形成多机备份系统。2.CAN网络上的节点信息被划分为不同的优先级，以满足不同的实时性要求。高优先级数据最多可以在134us内传输。仲裁，CAN使用非破坏性总线仲裁技术。当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动退出发送，而优先级最高的节点可以不受影响地继续传输数据，大大节省了总线冲突仲裁时间。特别是在网络负载较重的情况下，不会出现网络瘫痪(以太网是可能的)。为了实时处理数据，需要快速传输数据，这就要求数据的物理传输路径具有更高的速度。当多个站点需要同时发送数据时，需要快速进行总线分配。通过网络交换的紧急数据的实时处理是完全不同的。快速变化的物理量(如汽车发动机负载)将比相对较慢的物理量(如汽车发动机温度)更频繁地传输数据，并且需要更短的延迟。CAN总线以信息为单位传输数据。消息的优先级组合在11位标识符中，具有最低二进制数的标识符具有最高优先级。一旦在系统设计时确定，该优先级就不能改变。总线读取中的冲突可以通过位仲裁来解决。当多个站同时发送消息时，站1的消息标识为011111；站点2的消息标识符是0100110；站3的消息标识符是0100111。所有标识符具有相同的两位01，直到第三位被比较，站1的消息被丢弃，因为它的第三位是高的，而其它两个站的消息是低的。站2和站3消息的4、5和6比特是相同的，站3消息直到第7比特才丢失。请注意，总线中的信号持续跟踪最终获得总线读取权的站点的消息。在这个例子中，跟踪站2消息。这种非破坏性比特仲裁方法的优点是，在网络最终确定发送哪个站的消息之前，消息的初始部分已经在网络上发送。所有没有获得总线读取权的站都成为具有最高优先级消息的接收站，并且在总线再次空闲之前不会发送消息。安全，为了获得最安全的数据传输，CAN的每个节点都采取了强有力的措施来进行错误检测、错误校准和错误自检。错误检测：为了检测错误，必须采取以下措施：-监控(发送器将发送比特的电平与监控的总线电平进行比较)-循环冗余校验-比特填充-消息格式校验， 和性能错误检测：错误检测机制应该具有以下属性：-检测所有全局错误-检测发送器的所有本地错误-可以检测消息中多达5个随机分布的错误-检测消息中长度小于15(位)的突发错误-检测消息中任何奇数个错误，并且未检测到错误消息的剩余错误概率低于：消息错误率* 4.7 * 1011。错误校准和恢复时间(ErrorSinallingandRecoveryTime):任何检测到错误的节点都将标记损坏的消息。此消息将失败，并将自动开始重新传输。如果没有新的错误，从检测到错误到发送下一条消息，恢复时间最多为29位。Can节点可以区分永久性故障和瞬态扰动。永久故障的节点将被关闭。Can串行通信链路是一种可以连接多个单元的总线。理论上，许多单元可以连接。然而，由于延迟时间和/或总线上的电负载的实际影响，连接单元的数量是有限的。MSCAN08/MSCAN12，22，单通道，单通道)CAN总线由一个单通道组成。信息传输可以通过数据同步来实现，数据同步可以是单线(加地线)、两条差分线、光纤等。通常使用双绞线。该总线由一个用于双向位信号传输的单通道组成。数据的再同步信息可以通过这个通道获得。有许多方法可以使这个通道通信，例如使用单芯线(加地线)、2根差分线、光缆等。本技术规范并不限制这些实现的使用，即没有定义物理层。总线值：总线可以有两个互补的逻辑值之一：“显式”或“隐式”。当“显式”位和“隐式”位同时传输时，总线的结果值为“显式”。例如，当执行总线的“与”时，逻辑0表示“显式”电平，逻辑1表示“隐式”电平。本技术规范没有给出代表这些逻辑电平的物理状态(例如，电压、光)。确认：所有接收者检查消息的一致性。对于连贯的消息，接收者做出响应；对于不连续的消息，接收者标记它们。睡眠模式/唤醒：为了降低系统电源的功耗，可以将控制器局域网设备设置为睡眠模式，以停止内部活动并断开与总线驱动器的连接。控制器局域网设备可以被总线激活，也可以被系统内部状态唤醒。当唤醒时，尽管传输层必须等待一段时间来稳定系统振荡器，然后等待一段时间来与总线活动同步(通过检查11个连续的“隐藏”位)，但内部操作在总线驱动器复位到“总线在线”之前已经重新开始。为了唤醒系统上处于睡眠模式的其他节点，可以使用特殊的唤醒消息，该消息具有最低级别的特殊标识符。消息传输消息传输由以下4种不同的帧类型表示和控制：数据帧：数据帧将数据从发射机传送到接收机。-远程帧：总线单元发送远程帧，请求发送具有相同标识符的数据帧。-错误帧：任何检测到总线错误的单元都会发出错误帧。过载帧：过载帧用于在前一个和随后的数据帧(或远程帧)之间提供额外的延迟。数据帧(或远程帧)通过帧间空间与上述帧分开。数据帧数据帧