CAN總線分析儀KvaserLinx介紹

1、CAN總線分析儀Kvaser Linx將Kvaser Linx連接到Kvaser現(xiàn)場(chǎng)總線上，即可分析J1587、LIN、K-Line、SWC或 LS總線網(wǎng)絡(luò)，其優(yōu)越的兼容性、靈活性和可靠性，極大的方便了各種總線的分析，目前市場(chǎng)上尚只有Kvaser Linx J1587Kvasser Linnx LLIN適適用于LLIN 2.00和LINN 1.x. Kvasser Linnx JJ15887適用用于 SSAE J15587/17008. Kvasser Linnx KK-liine適用于ISOO 91141. Kvasser Linx SWCC適用于SAEE J224111, GGMLAAN.

2、 Kvasser Linnx LLS適用于ISOO 1118988-3 (故障容容忍CANN). Kvasser Linnx AAnallog I/OO適用于于從0到24伏的輸輸入電壓壓一般特點(diǎn)點(diǎn)塑模造的的9針DSUUB母連接接器帶大大拇指螺螺釘塑模造的的9針DSUUB公連接接器緊湊的塑塑料外殼殼適用于KKvasser的高速CAN接口特別適合合于 Kvvaseer MMemoorattor Proofesssioonall, KKvasser USBBcann Prrofeessiionaal 產(chǎn)品版本本Kvasser LLinxx J115877 (SScheedulle ffor Itee

3、m nno. 003389-7) Kvasser Linnx LLIN (Sccheddulee foor QQ1, 20007) Kvasser Linnx KK-liine (Sccheddulee foor QQ1, 20007) Kvasser Linnx SSWC (Sccheddulee foor QQ1, 20007) Kvasser Linnx LLS (Schheduule forr Q11, 220077)CAN總總線基本本概念CAN是是Conntroolleer AAreaa Neetwoork的的縮寫(xiě)（以下下稱為CAN），是ISO國(guó)際標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化的的串行通通信協(xié)議議。在當(dāng)當(dāng)

4、前的汽汽車(chē)產(chǎn)業(yè)業(yè)中，出出于對(duì)安安全性、舒適性性、方便便性、低低公害、低成本本的要求求，各種種各樣的的電子控控制系統(tǒng)統(tǒng)被開(kāi)發(fā)發(fā)了出來(lái)來(lái)。由于于這些系系統(tǒng)之間間通信所所用的數(shù)數(shù)據(jù)類(lèi)型型及對(duì)可可靠性的的要求不不盡相同同，由多多條總線線構(gòu)成的的情況很很多，線線束的數(shù)數(shù)量也隨隨之增加加。為適適應(yīng)“減少線線束的數(shù)數(shù)量”、“通過(guò)多多個(gè)LAN，進(jìn)行行大量數(shù)數(shù)據(jù)的高高速通信信”的需要要，19886年德德國(guó)電氣氣商博世世公司開(kāi)開(kāi)發(fā)出面面向汽車(chē)車(chē)的CANN通信協(xié)協(xié)議。此此后，CANN通過(guò)ISOO118898及及ISOO115519進(jìn)進(jìn)行了標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化，現(xiàn)在在在歐洲已已是汽車(chē)車(chē)網(wǎng)絡(luò)的的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)協(xié)議?，F(xiàn)在在，CANN的高性性

5、能和可可靠性已已被認(rèn)同同，并被被廣泛地地應(yīng)用于于工業(yè)自自動(dòng)化、船舶、醫(yī)療設(shè)設(shè)備、工工業(yè)設(shè)備備等方面面?，F(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)總線是是當(dāng)今自自動(dòng)化領(lǐng)領(lǐng)域技術(shù)術(shù)發(fā)展的的熱點(diǎn)之之一，被被譽(yù)為自自動(dòng)化領(lǐng)領(lǐng)域的計(jì)計(jì)算機(jī)局局域網(wǎng)。它的出出現(xiàn)為分分布式控控制系統(tǒng)統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各各節(jié)點(diǎn)之之間實(shí)時(shí)時(shí)、可靠靠的數(shù)據(jù)據(jù)通信提提供了強(qiáng)強(qiáng)有力的的技術(shù)支支持。CAN總總線優(yōu)勢(shì)勢(shì)CAN屬屬于現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)總線的的范疇，它是一一種有效效支持分分布式控控制或?qū)崒?shí)時(shí)控制制的串行行通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。較較之目前前許多RS-4855基于R線構(gòu)建建的分布布式控制制系統(tǒng)而而言，基基于CAN總線的的分布式式控制系系統(tǒng)在以以下方面面具有明明顯的優(yōu)優(yōu)越性：網(wǎng)絡(luò)各節(jié)節(jié)點(diǎn)之間間的數(shù)據(jù)據(jù)

6、通信實(shí)時(shí)時(shí)性強(qiáng)首先先，CAN控制器器工作于于多種方方式，網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的的各節(jié)點(diǎn)點(diǎn)都可根根據(jù)總線線訪問(wèn)優(yōu)優(yōu)先權(quán)（取決于于報(bào)文標(biāo)標(biāo)識(shí)符）采用無(wú)無(wú)損結(jié)構(gòu)構(gòu)的逐位位仲裁的的方式競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)向總總線發(fā)送送數(shù)據(jù)，且CAN協(xié)議廢廢除了站站地址編編碼，而而代之以以對(duì)通信信數(shù)據(jù)進(jìn)進(jìn)行編碼碼，這可可使不同同的節(jié)點(diǎn)點(diǎn)同時(shí)接接收到相相同的數(shù)數(shù)據(jù)，這這些特點(diǎn)點(diǎn)使得CAN總線構(gòu)構(gòu)成的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)各節(jié)節(jié)點(diǎn)之間間的數(shù)據(jù)據(jù)通信實(shí)實(shí)時(shí)性強(qiáng)強(qiáng)，并且且容易構(gòu)構(gòu)成冗余余結(jié)構(gòu)，提高系系統(tǒng)的可可靠性和和系統(tǒng)的的靈活性性。而利利用RS-4855只能構(gòu)構(gòu)成主從從式結(jié)構(gòu)構(gòu)系統(tǒng)，通信方方式也只只能以主主站輪詢?cè)兊姆绞绞竭M(jìn)行，系統(tǒng)的的實(shí)時(shí)性性、可靠靠性較差差；縮短

7、了開(kāi)開(kāi)發(fā)周期期CAN總總線通過(guò)過(guò)CAN收發(fā)器器接口芯芯片82CC2500的兩個(gè)個(gè)輸出端端CANNH和CANNL與物理理總線相相連，而而CANNH端的狀狀態(tài)只能能是高電電平或懸懸浮狀態(tài)態(tài)，CANNL端只能能是低電電平或懸懸浮狀態(tài)態(tài)。這就就保證不不會(huì)在出出現(xiàn)在RS-4855網(wǎng)絡(luò)中中的現(xiàn)象象，即當(dāng)當(dāng)系統(tǒng)有有錯(cuò)誤，出現(xiàn)多多節(jié)點(diǎn)同同時(shí)向總總線發(fā)送送數(shù)據(jù)時(shí)時(shí)，導(dǎo)致致總線呈呈現(xiàn)短路路，從而而損壞某某些節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的現(xiàn)象象。而且且CAN節(jié)點(diǎn)在在錯(cuò)誤嚴(yán)嚴(yán)重的情情況下具具有自動(dòng)動(dòng)關(guān)閉輸輸出功能能，以使使總線上上其他節(jié)節(jié)點(diǎn)的操操作不受受影響，從而保保證不會(huì)會(huì)出現(xiàn)象象在網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中，因因個(gè)別節(jié)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)現(xiàn)問(wèn)題，使得總總線處于于“

8、死鎖”狀態(tài)。而且，CAN具有的的完善的的通信協(xié)協(xié)議可由由CAN控制器器芯片及及其接口口芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)，從而而大大降降低系統(tǒng)統(tǒng)開(kāi)發(fā)難難度，縮縮短了開(kāi)開(kāi)發(fā)周期期，這些些是僅有有電氣協(xié)協(xié)議的RS-4855所無(wú)法法比擬的的。已形成國(guó)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)總線另外外，與其其它現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)總線比比較而言言，CAN總線是是具有通通信速率率高、容容易實(shí)現(xiàn)現(xiàn)、且性性價(jià)比高高等諸多多特點(diǎn)的的一種已已形成國(guó)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)總線。這些也也是目前前 CAAN總線應(yīng)應(yīng)用于眾眾多領(lǐng)域域，具有有強(qiáng)勁的的市場(chǎng)競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)力的的重要原原因。最有前途途的現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)總線之之一CAN即即控制器器局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，屬屬于工業(yè)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總總線的范范疇。與與一般的的通信

9、總總線相比比,CAAN總線的的數(shù)據(jù)通通信具有有突出的的可靠性性、實(shí)時(shí)時(shí)性和靈靈活性。由于其其良好的的性能及及獨(dú)特的的設(shè)計(jì)，CAN總線越越來(lái)越受受到人們們的重視視。它在在汽車(chē)領(lǐng)領(lǐng)域上的的應(yīng)用是是最廣泛泛的，世世界上一一些著名名的汽車(chē)車(chē)制造廠廠商，如如BENNZ（奔馳馳）、BMW（寶馬馬）、PORRSCHHE（保時(shí)時(shí)捷）、ROLLLS-ROYYCE（勞斯斯萊斯）和JAGGUARR（美洲洲豹）等等都采用用了CAN總線來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)汽汽車(chē)內(nèi)部部控制系系統(tǒng)與各各檢測(cè)和和執(zhí)行機(jī)機(jī)構(gòu)間的的數(shù)據(jù)通通信。同同時(shí)，由由于CAN總線本本身的特特點(diǎn)，其其應(yīng)用范范圍目前前已不再再局限于于汽車(chē)行行業(yè)，而而向自動(dòng)動(dòng)控制、航空航航

10、天、航航海、過(guò)過(guò)程工業(yè)業(yè)、機(jī)械械工業(yè)、紡織機(jī)機(jī)械、農(nóng)農(nóng)用機(jī)械械、機(jī)器器人、數(shù)數(shù)控機(jī)床床、醫(yī)療療器械及及傳感器器等領(lǐng)域域發(fā)展。CAN已經(jīng)形形成國(guó)際際標(biāo)準(zhǔn)，并已被被公認(rèn)為為幾種最有前途途的現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)總線之之一。其其典型的的應(yīng)用協(xié)協(xié)議有：SAEE J119399/ISSO1117833、CANNOpeen、CANNaerrosppacee、DevviceeNett、NMEEA 220000等。產(chǎn)生與發(fā)發(fā)展控制制器局部部網(wǎng)（CANCONNTROOLLEER AAREAA NEETWOORK）是BOSSCH公司為為現(xiàn)代汽汽車(chē)應(yīng)用用領(lǐng)先推推出的一一種多主主機(jī)局部部網(wǎng)，由由于其高高性能、高可靠靠性、實(shí)實(shí)時(shí)性等等

11、優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)現(xiàn)已廣泛泛應(yīng)用于于工業(yè)自自動(dòng)化、多種控控制設(shè)備備、交通通工具、醫(yī)療儀儀器以及及建筑、環(huán)境控控制等眾眾多部門(mén)門(mén)。控制制器局部部網(wǎng)將在在中國(guó)迅迅速普及及推廣。隨著著計(jì)算機(jī)機(jī)硬件、軟件技技術(shù)及集集成電路技術(shù)的的迅速發(fā)發(fā)展，工工業(yè)控制制系統(tǒng)已已成為計(jì)計(jì)算機(jī)技技術(shù)應(yīng)用用領(lǐng)域中中最具活活力的一一個(gè)分支支，并取取得了巨巨大進(jìn)步步。由于于對(duì)系統(tǒng)統(tǒng)可靠性性和靈活活性的高高要求，工業(yè)控控制系統(tǒng)統(tǒng)的發(fā)展展主要表表現(xiàn)為：控制面面向多元元化，系系統(tǒng)面向向分散化化，即負(fù)負(fù)載分散散、功能能分散、危險(xiǎn)分分散和地地域分散散。分散散式工業(yè)業(yè)控制系系統(tǒng)就是是為適應(yīng)應(yīng)這種需需要而發(fā)發(fā)展起來(lái)來(lái)的。這這類(lèi)系統(tǒng)統(tǒng)是以微微型機(jī)為為核心

12、，將 5C技術(shù)-CCOMPPUTEER（計(jì)算算機(jī)技術(shù)術(shù)）、CONNTROOL（自動(dòng)動(dòng)控制技技術(shù)）、COMMMUNNICAATIOON（通信信技術(shù)）、CRT（顯示示技術(shù)）和 CHHANGGE（轉(zhuǎn)換換技術(shù)）緊密結(jié)結(jié)合的產(chǎn)產(chǎn)物。它它在適應(yīng)應(yīng)范圍、可擴(kuò)展性性、可維維護(hù)性以以及抗故故障能力力等方面面，較之之分散型型儀表控控制系統(tǒng)統(tǒng)和集中中型計(jì)算算機(jī)控制制系統(tǒng)都都具有明明顯的優(yōu)優(yōu)越性。典型型的分散散式控制制系統(tǒng)由由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)設(shè)備、接接口與計(jì)計(jì)算設(shè)備備以及通通信設(shè)備備組成?，F(xiàn)場(chǎng)總總線（FIEELDBBUS）能同同時(shí)滿足足過(guò)程控控制和制制造業(yè)自自動(dòng)化的的需要，因而現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線線已成為為工業(yè)數(shù)數(shù)據(jù)總線線領(lǐng)域中中最為活

13、活躍的一一個(gè)領(lǐng)域域?，F(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)總線的的研究與與應(yīng)用已已成為工工業(yè)數(shù)據(jù)據(jù)總線領(lǐng)領(lǐng)域的熱熱點(diǎn)。盡盡管目前前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)總線的的研究尚尚未能提提出一個(gè)個(gè)完善的的標(biāo)準(zhǔn)，但現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)總線的的高性能能價(jià)格必必將吸引引眾多工工業(yè)控制制系統(tǒng)采采用。同同時(shí)，正正由于現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線線的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)尚未統(tǒng)統(tǒng)一，也也使得現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線線的應(yīng)用用得以不拘一格格地發(fā)揮揮，并將將為現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)總線的的完善提提供更加加豐富的的依據(jù)?？刂破髌骶植烤W(wǎng)網(wǎng) CAAN（CONNTROOLLEER AAERAANETTWORRK）正是是在這種種背景下下應(yīng)運(yùn)而而生的。由于于CAN為愈來(lái)來(lái)愈多不不同領(lǐng)域域采用和和推廣，導(dǎo)致要要求各種種應(yīng)用領(lǐng)領(lǐng)域通信信報(bào)文的的標(biāo)準(zhǔn)化化。為此

14、此，19991年9月 PHHILIIPS SEMMICOONDUUCTOORS制訂并并發(fā)布了了 CAAN技術(shù)規(guī)規(guī)范（VERRSIOON 22.0）。該該技術(shù)規(guī)規(guī)范包括括A和B兩部分分。2.00A給出了了曾在CAN技術(shù)規(guī)規(guī)范版本本1.2中定義義的CAN報(bào)文格格式，能能提供11位地址址；而2.00B給出了了標(biāo)準(zhǔn)的的和擴(kuò)展展的兩種種報(bào)文格式，提提供29位地址址。此后后，19993年11月ISO正式頒頒布了道道路交通通運(yùn)載工工具-數(shù)字信信息交換換-高速通通信控制制器局部部網(wǎng)（CAN）國(guó)際際標(biāo)準(zhǔn)（ISOO118898），為為控制器器局部網(wǎng)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化化、規(guī)范范化推廣廣鋪平了了道路。CAN總總線特點(diǎn)點(diǎn)CAN總

15、總線是德德國(guó)BOSSCH公司從80年代初初為解決決現(xiàn)代汽汽車(chē)中眾眾多的控控制與測(cè)測(cè)試儀器器之間的的數(shù)據(jù)交交換而開(kāi)開(kāi)發(fā)的一一種串行行數(shù)據(jù)通通信協(xié)議議，它是是一種多多主總線線，通信信介質(zhì)可可以是雙雙絞線、同軸電電纜或光光導(dǎo)纖維維。通信信速率可可達(dá)1MBBPS。完成對(duì)通通信數(shù)據(jù)據(jù)的成幀幀處理CAN總總線通信信接口中中集成了了CAN協(xié)議的的物理層層和數(shù)據(jù)鏈路層層功能，可完成成對(duì)通信信數(shù)據(jù)的的成幀處處理，包包括位填填充、數(shù)數(shù)據(jù)塊編編碼、循循環(huán)冗余余檢驗(yàn)、優(yōu)先級(jí)級(jí)判別等等項(xiàng)工作作。使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)點(diǎn)個(gè)數(shù)在在理論上上不受限限制CAN協(xié)協(xié)議的一一個(gè)最大大特點(diǎn)是是廢除了了傳統(tǒng)的的站地址址編碼，而代之之以對(duì)通通信

16、數(shù)據(jù)據(jù)塊進(jìn)行行編碼。采用這這種方法法的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)可使網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的的節(jié)點(diǎn)個(gè)個(gè)數(shù)在理理論上不不受限制制，數(shù)據(jù)據(jù)塊的標(biāo)標(biāo)識(shí)碼可可由11位或29位二進(jìn)進(jìn)制數(shù)組組成，因因此可以以定義2或2個(gè)以上上不同的的數(shù)據(jù)塊塊，這種種按數(shù)據(jù)據(jù)塊編碼碼的方式式，還可可使不同同的節(jié)點(diǎn)點(diǎn)同時(shí)接接收到相相同的數(shù)數(shù)據(jù)，這這一點(diǎn)在在分布式式控制系系統(tǒng)中非非常有用用。數(shù)據(jù)據(jù)段長(zhǎng)度度最多為為8個(gè)字節(jié)節(jié)，可滿滿足通常常工業(yè)領(lǐng)領(lǐng)域中控控制命令、工作作狀態(tài)及及測(cè)試數(shù)數(shù)據(jù)的一一般要求求。同時(shí)時(shí)，8個(gè)字節(jié)節(jié)不會(huì)占占用總線線時(shí)間過(guò)過(guò)長(zhǎng)，從從而保證證了通信信的實(shí)時(shí)時(shí)性。CAN協(xié)議采采用CRC檢驗(yàn)并并可提供供相應(yīng)的的錯(cuò)誤處處理功能能，保證證了數(shù)據(jù)據(jù)通信的

17、的可靠性性。CAN卓越的的特性、極高的的可靠性性和獨(dú)特特的設(shè)計(jì)計(jì)，特別別適合工工業(yè)過(guò)程程監(jiān)控設(shè)設(shè)備的互互連，因因此，越越來(lái)越受受到工業(yè)業(yè)界的重重視，并并已公認(rèn)認(rèn)為最有有前途的的現(xiàn)場(chǎng)總總線之一一?？稍诟鞴?jié)節(jié)點(diǎn)之間間實(shí)現(xiàn)自自由通信信CAN總總線采用用了多主主競(jìng)爭(zhēng)式式總線結(jié)結(jié)構(gòu)，具具有多主主站運(yùn)行行和分散散仲裁的的串行總總線以及及廣播通通信的特特點(diǎn)。CAN總線上上任意節(jié)節(jié)點(diǎn)可在在任意時(shí)時(shí)刻主動(dòng)動(dòng)地向網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上其其它節(jié)點(diǎn)點(diǎn)發(fā)送信信息而不不分主次次，因此可在各各節(jié)點(diǎn)之之間實(shí)現(xiàn)現(xiàn)自由通通信。CAN總線協(xié)協(xié)議已被被國(guó)際標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化組組織認(rèn)證證，技術(shù)術(shù)比較成成熟，控控制的芯芯片已經(jīng)經(jīng)商品化化，性價(jià)價(jià)比高，特別適適用

18、于分分布式測(cè)測(cè)控系統(tǒng)統(tǒng)之間的的數(shù)通訊訊。CAN總線插插卡可以以任意插插在PC AT XT兼容機(jī)機(jī)上，方方便地構(gòu)構(gòu)成分布布式監(jiān)控控系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單單只有有2根線與與外部相相連，并并且內(nèi)部部集成了了錯(cuò)誤探探測(cè)和管管理模塊塊。CAN總總線技術(shù)術(shù)介紹位仲裁要對(duì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)進(jìn)行實(shí)時(shí)時(shí)處理，就必須須將數(shù)據(jù)據(jù)快速傳傳送，這這就要求求數(shù)據(jù)的的物理傳傳輸通路路有較高高的速度度。在幾幾個(gè)站同同時(shí)需要要發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)時(shí)，要求快快速地進(jìn)進(jìn)行總線線分配。實(shí)時(shí)處處理通過(guò)過(guò)網(wǎng)絡(luò)交交換的緊緊急數(shù)據(jù)據(jù)有較大大的不同。一個(gè)快快速變化化的物理理量，如如汽車(chē)引引擎負(fù)載載，將比比類(lèi)似汽汽車(chē)引擎擎溫度這這樣相對(duì)對(duì)變化較較慢的物物理量更更頻繁地地傳

19、送數(shù)數(shù)據(jù)并要要求更短短的延時(shí)時(shí)。CAN總總線以報(bào)報(bào)文為單單位進(jìn)行行數(shù)據(jù)傳傳送，報(bào)報(bào)文的優(yōu)優(yōu)先級(jí)結(jié)結(jié)合在11位標(biāo)識(shí)識(shí)符中，具有最最低二進(jìn)進(jìn)制數(shù)的的標(biāo)識(shí)符符有最高高的優(yōu)先先級(jí)。這這種優(yōu)先先級(jí)一旦旦在系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)被確立立后就不不能再被被更改。總線讀讀取中的的沖突可可通過(guò)位位仲裁解解決。如如圖2所示，當(dāng)幾個(gè)個(gè)站同時(shí)時(shí)發(fā)送報(bào)報(bào)文時(shí)，站1的報(bào)文文標(biāo)識(shí)符符為01111111；站2的報(bào)文文標(biāo)識(shí)符符為010001110；站3的報(bào)文文標(biāo)識(shí)符符為010001111。所有有標(biāo)識(shí)符符都有相相同的兩兩位01，直到到第3位進(jìn)行行比較時(shí)時(shí)，站1的報(bào)文文被丟掉掉，因?yàn)闉樗牡诘?位為高高，而其其它兩個(gè)個(gè)站的報(bào)報(bào)文第3位為低低

20、。站2和站3報(bào)文的4、5、6位相同同，直到到第7位時(shí)，站3的報(bào)文文才被丟丟失。注注意，總總線中的的信號(hào)持持續(xù)跟蹤蹤最后獲獲得總線線讀取權(quán)權(quán)的站的的報(bào)文。在此例例中，站站2的報(bào)文文被跟蹤蹤。這種種非破壞壞性位仲仲裁方法法的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)在于，在網(wǎng)絡(luò)絡(luò)最終確確定哪一一個(gè)站的的報(bào)文被被傳送以以前，報(bào)報(bào)文的起起始部分分已經(jīng)在在網(wǎng)絡(luò)上上傳送了了。所有有未獲得得總線讀讀取權(quán)的的站都成成為具有有最高優(yōu)優(yōu)先權(quán)報(bào)報(bào)文的接接收站，并且不不會(huì)在總總線再次次空閑前前發(fā)送報(bào)報(bào)文。CAN具具有較高高的效率率是因?yàn)闉榭偩€僅僅僅被那那些請(qǐng)求求總線懸懸而未決決的站利利用，這這些請(qǐng)求求是根據(jù)據(jù)報(bào)文在整個(gè)個(gè)系統(tǒng)中中的重要要性按順順序處理理

21、的。這這種方法法在網(wǎng)絡(luò)絡(luò)負(fù)載較較重時(shí)有有很多優(yōu)優(yōu)點(diǎn)，因因?yàn)榭偩€線讀取的的優(yōu)先級(jí)級(jí)已被按按順序放放在每個(gè)個(gè)報(bào)文中中了，這這可以保保證在實(shí)實(shí)時(shí)系統(tǒng)統(tǒng)中較低低的個(gè)體體隱伏時(shí)時(shí)間。對(duì)于于主站的的可靠性性，由于于CAN協(xié)議執(zhí)執(zhí)行非集集中化總總線控制制,所有主主要通信信，包括括總線讀讀?。ㄔS可可）控制制，在系系統(tǒng)中分分幾次完完成。這這是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有較高高可靠性性的通信信系統(tǒng)的的唯一方方法。CAN與與其它通通信方案案的比較較在實(shí)實(shí)踐中，有兩種種重要的的總線分分配方法法：按時(shí)時(shí)間表分分配和按按需要分分配。在在第一種種方法中中，不管管每個(gè)節(jié)節(jié)點(diǎn)是否否申請(qǐng)總總線，都都對(duì)每個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)按按最大期期間分配配。由此此，總線線可

22、被分分配給每個(gè)個(gè)站并且且是唯一一的站，而不論論其是立立即進(jìn)行行總線存存取或在在一特定定時(shí)間進(jìn)進(jìn)行總線線存取。這將保保證在總總線存取取時(shí)有明明確的總總線分配配。在第第二種方方法中，總線按按傳送數(shù)數(shù)據(jù)的基基本要求求分配給給一個(gè)站站，總線線系統(tǒng)按按站希望望的傳送送分配（如：Ethhernnet CSMMA/CCD）。因因此，當(dāng)當(dāng)多個(gè)站站同時(shí)請(qǐng)請(qǐng)求總線線存取時(shí)時(shí)，總線線將終止止所有站站的請(qǐng)求求，這時(shí)時(shí)將不會(huì)會(huì)有任何何一個(gè)站站獲得總總線分配配。為了了分配總總線，多多于一個(gè)個(gè)總線存存取是必必要的。CAN實(shí)實(shí)現(xiàn)總線線分配的的方法，可保證證當(dāng)不同同的站申申請(qǐng)總線線存取時(shí)時(shí)，明確確地進(jìn)行行總線分分配。這這種位仲

23、仲裁的方方法可以以解決當(dāng)當(dāng)兩個(gè)站站同時(shí)發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生生的碰撞問(wèn)問(wèn)題。不不同于Ethhernnet網(wǎng)絡(luò)的的消息仲仲裁，CAN的非破破壞性解解決總線線存取沖沖突的方方法，確確保在不不傳送有有用消息息時(shí)總線線不被占占用。甚甚至當(dāng)總總線在重重負(fù)載情情況下，以消息息內(nèi)容為為優(yōu)先的的總線存存取也被被證明是是一種有有效的系系統(tǒng)。雖雖然總線線的傳輸輸能力不不足，所所有未解解決的傳傳輸請(qǐng)求求都按重重要性順順序來(lái)處處理。在在CSMMA/CCD這樣的的網(wǎng)絡(luò)中中，如Ethhernnet，系統(tǒng)統(tǒng)往往由由于過(guò)載載而崩潰潰，而這這種情況況在CAN中不會(huì)會(huì)發(fā)生。CAN的的報(bào)文格格式在總總線中傳傳送的報(bào)報(bào)文，每每幀由7部分

24、組組成。CAN協(xié)議支支持兩種種報(bào)文格格式，其其唯一的的不同是是標(biāo)識(shí)符符（ID）長(zhǎng)度度不同，標(biāo)準(zhǔn)格格式為11位，擴(kuò)擴(kuò)展格式式為29位。在標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)格式式中，報(bào)報(bào)文的起起始位稱稱為幀起起始（SOF），然然后是由由11位標(biāo)識(shí)識(shí)符和遠(yuǎn)遠(yuǎn)程發(fā)送送請(qǐng)求位位 (RRTR）組成成的仲裁裁場(chǎng)。RTR位標(biāo)明明是數(shù)據(jù)據(jù)幀還是是請(qǐng)求幀幀，在請(qǐng)請(qǐng)求幀中中沒(méi)有數(shù)數(shù)據(jù)字節(jié)節(jié)?？刂浦茍?chǎng)包括括標(biāo)識(shí)符符擴(kuò)展位位（IDE），指指出是標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)格式式還是擴(kuò)擴(kuò)展格式式。它還還包括一一個(gè)保留留位 (rro），為為將來(lái)擴(kuò)擴(kuò)展使用用。它的的最后四四個(gè)字節(jié)節(jié)用來(lái)指指明數(shù)據(jù)據(jù)場(chǎng)中數(shù)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)長(zhǎng)度（DLC）。數(shù)數(shù)據(jù)場(chǎng)范范圍為08個(gè)字節(jié),其后有有一個(gè)檢檢測(cè)數(shù)

25、據(jù)據(jù)錯(cuò)誤的的循環(huán)冗冗余檢查查(CRRC）。應(yīng)答答場(chǎng)（ACK）包括括應(yīng)答位位和應(yīng)答答分隔符符。發(fā)送送站發(fā)送送的這兩兩位均為隱性性電平（邏輯1），這這時(shí)正確確接收?qǐng)?bào)報(bào)文的接接收站發(fā)發(fā)送主控控電平（邏輯0）覆蓋蓋它。用用這種方方法，發(fā)發(fā)送站可可以保證證網(wǎng)絡(luò)中中至少有有一個(gè)站站能正確確接收到到報(bào)文。報(bào)文文的尾部部由幀結(jié)結(jié)束標(biāo)出出。在相相鄰的兩兩條報(bào)文文間有一一很短的的間隔位位，如果果這時(shí)沒(méi)沒(méi)有站進(jìn)進(jìn)行總線線存取，總線將將處于空空閑狀態(tài)態(tài)。CAN數(shù)數(shù)據(jù)幀的的組成遠(yuǎn)程程幀遠(yuǎn)程程幀由6個(gè)場(chǎng)組組成：幀幀起始、仲裁場(chǎng)場(chǎng)、控制制場(chǎng)、CRC場(chǎng)、應(yīng)應(yīng)答場(chǎng)和和幀結(jié)束束。遠(yuǎn)程程幀不存存在數(shù)據(jù)據(jù)場(chǎng)。遠(yuǎn)程程幀的RTR位必須須

26、是隱位位。DLC的的數(shù)據(jù)值值是獨(dú)立立的，它它可以是是08中的任任何數(shù)值值，為對(duì)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)據(jù)幀的數(shù)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度度。出錯(cuò)幀幀出錯(cuò)錯(cuò)幀由兩兩個(gè)不同同場(chǎng)組成成，第一一個(gè)場(chǎng)由由來(lái)自各各站的錯(cuò)錯(cuò)誤標(biāo)志志疊加得得到，第第二個(gè)場(chǎng)場(chǎng)是出錯(cuò)錯(cuò)界定符符錯(cuò)誤誤標(biāo)志具具有兩種種形式：活動(dòng)動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)標(biāo)志（Acttivee errrorr fllag），由6個(gè)連續(xù)續(xù)的顯位位組成認(rèn)可可錯(cuò)誤標(biāo)標(biāo)志（Passsivve eerroor fflagg），由6個(gè)連續(xù)續(xù)的隱位位組成出錯(cuò)錯(cuò)界定符符包括8個(gè)隱位超載載幀超載載幀包括括兩個(gè)位位場(chǎng)：超超載標(biāo)志志和超載載界定符符發(fā)送送超載幀幀的超載載條件：要求求延遲下下一個(gè)數(shù)數(shù)據(jù)幀或或遠(yuǎn)程幀幀在間間歇場(chǎng)

27、檢檢測(cè)到顯顯位超載載標(biāo)志由由6個(gè)顯位位組成超載界定定符由8個(gè)隱位位組成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤誤檢測(cè)不同同于其它它總線，CAN協(xié)議不不能使用用應(yīng)答信信息。事事實(shí)上，它可以以將發(fā)生生的任何何錯(cuò)誤用用信號(hào)發(fā)發(fā)出。CAN協(xié)議可可使用五五種檢查查錯(cuò)誤的的方法，其中前前三種為為基于報(bào)報(bào)文內(nèi)容容檢查。3.4.1循環(huán)環(huán)冗余檢檢查（CRCC) 在一一幀報(bào)文文中加入入冗余檢檢查位可可保證報(bào)報(bào)文正確確。接收收站通過(guò)過(guò)CRC可判斷斷報(bào)文是是否有錯(cuò)錯(cuò)。3.4.2幀檢檢查這種種方法通通過(guò)位場(chǎng)場(chǎng)檢查幀幀的格式式和大小小來(lái)確定定報(bào)文的的正確性性，用于于檢查格格式上的的錯(cuò)誤。3.4.3.應(yīng)答錯(cuò)錯(cuò)誤如前前所述，被接收收到的幀幀由接收收站通過(guò)過(guò)

28、明確的的應(yīng)答來(lái)來(lái)確認(rèn)。如果發(fā)發(fā)送站未未收到應(yīng)應(yīng)答，那那么表明明接收站站發(fā)現(xiàn)幀幀中有錯(cuò)錯(cuò)誤，也也就是說(shuō)說(shuō)，ACK場(chǎng)已損損壞或網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的的報(bào)文無(wú)無(wú)站接收收。CAN協(xié)議也也可通過(guò)過(guò)位檢查查的方法法探測(cè)錯(cuò)錯(cuò)誤。3.4.4總線線檢測(cè)有時(shí)時(shí)，CAN中的一一個(gè)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)可監(jiān)測(cè)測(cè)自己發(fā)發(fā)出的信信號(hào)。因因此，發(fā)發(fā)送報(bào)文文的站可可以觀測(cè)測(cè)總線電電平并探探測(cè)發(fā)送送位和接接收位的的差異。3.4.5位填填充一幀幀報(bào)文中中的每一一位都由由不歸零零碼表示示，可保保證位編編碼的最最大效率率。然而而，如果果在一幀幀報(bào)文中中有太多多相同電電平的位位，就有有可能失失去同步步。為保保證同步步，同步步沿用位位填充產(chǎn)產(chǎn)生。在在五個(gè)連連續(xù)相等

29、等位后，發(fā)送站站自動(dòng)插入一一個(gè)與之之互補(bǔ)的的補(bǔ)碼位位；接收收時(shí)，這這個(gè)填充充位被自自動(dòng)丟掉掉。例如如，五個(gè)個(gè)連續(xù)的的低電平平位后，CAN自動(dòng)插插入一個(gè)個(gè)高電平平位。CAN通過(guò)這這種編碼碼規(guī)則檢檢查錯(cuò)誤誤，如果果在一幀幀報(bào)文中中有6個(gè)相同同位，CAN就知道道發(fā)生了了錯(cuò)誤。如果果至少有有一個(gè)站站通過(guò)以以上方法法探測(cè)到到一個(gè)或或多個(gè)錯(cuò)錯(cuò)誤，它它將發(fā)送送出錯(cuò)標(biāo)標(biāo)志終止止當(dāng)前的的發(fā)送。這可以以阻止其其它站接接收錯(cuò)誤誤的報(bào)文文，并保保證網(wǎng)絡(luò)絡(luò)上報(bào)文文的一致致性。當(dāng)當(dāng)大量發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)據(jù)被終止止后，發(fā)發(fā)送站會(huì)會(huì)自動(dòng)地地重新發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)據(jù)。作為為規(guī)則，在探測(cè)測(cè)到錯(cuò)誤誤后23個(gè)位周周期內(nèi)重重新開(kāi)始始發(fā)送。在特殊殊場(chǎng)合

30、，系統(tǒng)的的恢復(fù)時(shí)時(shí)間為31個(gè)位周周期。但這這種方法法存在一一個(gè)問(wèn)題題，即一一個(gè)發(fā)生生錯(cuò)誤的的站將導(dǎo)導(dǎo)致所有有數(shù)據(jù)被被終止，其中也也包括正正確的數(shù)數(shù)據(jù)。因因此,如果不不采取自自監(jiān)測(cè)措措施，總總線系統(tǒng)統(tǒng)應(yīng)采用用模塊化化設(shè)計(jì)。為此，CAN協(xié)議提提供一種種將偶然然錯(cuò)誤從從永久錯(cuò)錯(cuò)誤和局局部站失失敗中區(qū)區(qū)別出來(lái)來(lái)的辦法法。這種種方法可可以通過(guò)過(guò)對(duì)出錯(cuò)錯(cuò)站統(tǒng)計(jì)計(jì)評(píng)估來(lái)來(lái)確定一一個(gè)站本本身的錯(cuò)錯(cuò)誤并進(jìn)進(jìn)入一種種不會(huì)對(duì)對(duì)其它站站產(chǎn)生不不良影響響的運(yùn)行行方法來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，即站可可以通過(guò)過(guò)關(guān)閉自自己來(lái)阻阻止正常常數(shù)據(jù)因因被錯(cuò)誤誤地當(dāng)成成不正確確的數(shù)據(jù)據(jù)而被終終止。硬同步和和重同步步硬同同步只有有在總線線空閑狀狀態(tài)條件

31、件下隱形形位到顯顯性位的的跳變沿沿發(fā)生時(shí)時(shí)才進(jìn)行行，表明明報(bào)文傳傳輸開(kāi)始始。在硬硬同步之之后，位位時(shí)間計(jì)計(jì)數(shù)器隨同同步段重重新開(kāi)始始計(jì)數(shù)。硬同步步強(qiáng)行將將已發(fā)生生的跳變變沿置于于重新開(kāi)開(kāi)始的位位時(shí)間同同步段內(nèi)內(nèi)。根據(jù)據(jù)同步規(guī)規(guī)則，如如果某一一位時(shí)間間內(nèi)已有有一個(gè)硬硬同步出出現(xiàn)，該該位時(shí)間間內(nèi)將不不會(huì)發(fā)生生再同步步。再同同步可能能導(dǎo)致相相位緩沖沖段1被延長(zhǎng)長(zhǎng)或相位位緩沖段段2被短。這兩個(gè)個(gè)相位緩緩沖段的的延長(zhǎng)時(shí)時(shí)間或縮縮短時(shí)間間上限由由再同步步跳轉(zhuǎn)寬寬度（SJW）給定定。CAN總總線可靠靠性為防防止汽車(chē)車(chē)在使用用壽命期期內(nèi)由于于數(shù)據(jù)交交換錯(cuò)誤誤而對(duì)司司機(jī)造成成危險(xiǎn)，汽車(chē)的的安全系系統(tǒng)要求求數(shù)據(jù)傳

32、傳輸具有有較高的的安全性性。如果果數(shù)據(jù)傳傳輸?shù)目煽煽啃宰阕銐蚋撸蛘邭垰埩粝聛?lái)來(lái)的數(shù)據(jù)據(jù)錯(cuò)誤足足夠低的的話，這這一目標(biāo)標(biāo)不難實(shí)實(shí)現(xiàn)。從從總線系系統(tǒng)數(shù)據(jù)據(jù)的角度度看，可靠靠性可以以理解為為，對(duì)傳傳輸過(guò)程程產(chǎn)生的的數(shù)據(jù)錯(cuò)錯(cuò)誤的識(shí)識(shí)別能力力。殘余余數(shù)據(jù)錯(cuò)錯(cuò)誤的概概率可以以通過(guò)對(duì)對(duì)數(shù)據(jù)傳傳輸可靠靠性的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)測(cè)量量獲得。它描述述了傳送送數(shù)據(jù)被被破壞和和這種破破壞不能能被探測(cè)測(cè)出來(lái)的的概率。殘余數(shù)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤誤概率必必須非常常小，使使其在系系統(tǒng)整個(gè)個(gè)壽命周周期內(nèi)，按平均均統(tǒng)計(jì)時(shí)時(shí)幾乎檢檢測(cè)不到到。計(jì)算算殘余錯(cuò)錯(cuò)誤概率率要求能能夠?qū)?shù)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤誤進(jìn)行分分類(lèi)，并并且數(shù)據(jù)據(jù)傳輸路路徑可由由一模型型描述。如果要要確定C

33、AN的殘余余錯(cuò)誤概概率，我我們可將將殘留錯(cuò)錯(cuò)誤的概概率作為為具有8090位的報(bào)報(bào)文傳送送時(shí)位錯(cuò)錯(cuò)誤概率率的函數(shù)數(shù)，并假假定這個(gè)個(gè)系統(tǒng)中中有510個(gè)站，并且錯(cuò)錯(cuò)誤率為為1/110000，那么么最大位位錯(cuò)誤概概率為1013數(shù)量級(jí)級(jí)。例如如，CAN網(wǎng)絡(luò)的的數(shù)據(jù)傳傳輸率最最大為1Mbbps，如果果數(shù)據(jù)傳傳輸能力力僅使用用50%，那么么對(duì)于一一個(gè)工作作壽命40000小時(shí)、平均報(bào)報(bào)文長(zhǎng)度度為 80位的系系統(tǒng)，所所傳送的的數(shù)據(jù)總總量為9110100。在系系統(tǒng)運(yùn)行行壽命期期內(nèi)，不不可檢測(cè)測(cè)的傳輸輸錯(cuò)誤的的統(tǒng)計(jì)平平均小于于102量級(jí)。換句話話說(shuō)，一一個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)按每年年365天，每每天工作作8小時(shí)，每秒錯(cuò)錯(cuò)誤率為為

34、0. 7計(jì)算，那么按按統(tǒng)計(jì)平平均，每每10000年才會(huì)會(huì)發(fā)生一一個(gè)不可可檢測(cè)的的錯(cuò)誤。應(yīng)用舉例例CAN總總線在工工控領(lǐng)域域主要使使用低速速-容錯(cuò)CAN即ISOO118898-3標(biāo)準(zhǔn)，在汽車(chē)車(chē)領(lǐng)域使使用1255Kbpps的高速CAN。某進(jìn)進(jìn)口車(chē)型型擁有，車(chē)身、舒適、多媒體體等多個(gè)個(gè)控制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，其其中車(chē)身身控制使使用CAN網(wǎng)絡(luò)，舒適使使用LIN網(wǎng)絡(luò)，多媒體體使用MOSST網(wǎng)絡(luò)，以CAN網(wǎng)為主主網(wǎng)，控控制發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)、變變速箱、ABS等車(chē)身身安全模模塊，并并將轉(zhuǎn)速速、車(chē)速速、油溫溫等共享享至全車(chē)車(chē)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)汽車(chē)智智能化控控制，如如高速時(shí)時(shí)自動(dòng)鎖鎖閉車(chē)門(mén)門(mén)，安全全氣囊彈彈出時(shí)，自動(dòng)開(kāi)開(kāi)啟車(chē)門(mén)門(mén)等功能能。ca

35、n系系統(tǒng)又分分為高速速和低速速，高速速can系統(tǒng)采采用硬線線是動(dòng)力力型，速速度：5000kbpps，控制ecu、abs等；低低速can是舒適適型，速速度：1255kbpps，主要要控制儀儀表、防防盜等。某醫(yī)醫(yī)院現(xiàn)有有5臺(tái)16T/H德國(guó)菲菲斯曼燃燃?xì)忮仩t爐，向洗洗衣房、制劑室室、供應(yīng)應(yīng)室、生生活用水水、暖氣氣等設(shè)施施提供5kgg/cmm2的蒸汽汽，全年年耗用天天然氣12000萬(wàn)m3，耗用20萬(wàn)噸自自來(lái)水。醫(yī)院采采用接力力式方式式供熱，對(duì)熱網(wǎng)網(wǎng)進(jìn)行地地域性管管理，分分四大供供熱區(qū)。其中冬冬季暖氣氣的用氣氣量很大大，據(jù)此此設(shè)計(jì)了了基于CAN現(xiàn)場(chǎng)總總線的分分布式鍋鍋爐蒸汽汽熱網(wǎng)智智能監(jiān)控控系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)應(yīng)用表明明：該