CAN(Controller Area Network)网络通信简介

时间:2022-05-28 01:13:53

CAN(Controller Area Network)网络是一种广泛应用于工业控制和汽车电子等领域的串行通信协议。以下是CAN网络的常见知识点:

  1. 数据帧结构:CAN网络采用异步传输,每个数据帧包括标识符、控制位、数据和CRC校验码等多个字段。

  1. 速率和距离:CAN网络支持不同的数据传输速率和通信距离,例如500Kbps和1Mbps。

  1. 网络拓扑:CAN网络支持总线式拓扑和星形拓扑等多种连接方式。

  1. 错误处理机制:CAN网络具有丰富的错误处理机制,例如错误帧重传、错误状态转移和错误计数等。

  1. 标准化协议:CAN网络的标准化协议由国际标准化组织(ISO)制定,例如ISO 11898等。

  1. 应用领域:CAN网络广泛应用于汽车电子、工业控制、航空航天和医疗设备等领域。

  1. 节点类型:CAN网络包含多个节点,其中每个节点可以是主控节点或被控节点。

  1. CAN FD:最新版本的CAN协议称为CAN FD(Flexible Data-rate),它提供了更快的数据传输速率和更大的数据帧长度。

  1. 工具支持:CAN网络的开发和调试需要使用专门的工具,如CAN分析仪和CAN测试器等。

  1. 总线负载:在设计CAN网络时,需要考虑总线负载,以确保网络的可靠性和稳定性。

备注:

1、异步传输

异步传输指的是在数据传输过程中,发送方和接收方不需要同时进行数据通信。也就是说,在一次成功的传输之后,发送方可以继续进行其它操作,而不用等待接收方响应。这种传输方式通常使用缓存来完成。

在异步传输中,通常使用一些特定协议来确保消息的完整性和有序性。例如,HTTP/1.1协议支持异步传输,通过使用请求头中的"Content-Length"字段来告知接收方本次传输的数据量,从而实现数据的完整性。

异步传输的优点包括:

  • 提高了系统的吞吐量和性能;

  • 增加了并发处理的能力;

  • 可以减少网络延迟时间。

但是,异步传输也存在一些缺点。由于发送方和接收方不需要同时通信,因此在某些情况下可能会出现数据丢失或者错误等问题。此外,异步传输需要依赖缓存机制,因此可能会引起内存泄露等问题。

2、CAN标准

ISO CAN标准是指国际标准化组织(International Organization for Standardization,ISO)发布的关于控制区域网络(Controller Area Network,CAN)协议的一系列标准。其中最为重要的是 ISO 11898 标准系列,包括以下标准:

  1. ISO 11898-1:CAN数据链路层和物理层协议 - Part 1: 数据链路层规范,该标准规定了CAN总线的数据链路层协议,包括数据帧格式、错误检测和纠正、消息优先级等内容。

  1. ISO 11898-2:CAN数据链路层和物理层协议 - Part 2: 高速物理层规范,该标准规定了CAN高速总线的物理层协议,包括总线的物理连接方式、传输速度及数据帧格式等内容。

  1. ISO 11898-3:CAN数据链路层和物理层协议 - Part 3: 低速物理层规范,该标准规定了CAN低速总线的物理层协议。

  1. ISO 11898-4:CAN数据链路层和物理层协议 - Part 4: 时间触发通讯,该标准规定了CAN网络中用于时间触发通信的协议规范。

  1. ISO 11898-5:CAN数据链路层和物理层协议 - Part 5: 高速物理层扩展规范,该标准规定了CAN高速总线的扩展物理层协议,以支持更长的总线长度和更高的数据速率。

此外,针对特定应用场景或行业需求,还有一些其它的ISO CAN标准,比如ISO 15765-2规定了在汽车工业中使用的诊断通讯协议,ISO 14229规定了在汽车电子系统中使用的统一诊断服务(Unified Diagnostic Services,UDS)等。

总之,ISO CAN标准是一套全面的通信协议和物理层特性,能够支持多种不同的应用领域,如汽车、工控系统、医疗设备等,并且具有高度的可靠性和实时性。