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    CAN协议基础知识

    CAN是国际性的标准化协议。下面介绍其规格内容与CAN的符合情况。

    CAN协议的基本概要

    CAN协议由其开发商Bosch公司制定规格书，然后经国际标准化组织（ISO）将其作为“ISO11898”及“ISO11519”实施了标准化。ISO11898是通信速度达到125 kbps到1 Mbps的高速CAN通信（CAN-C）规格，目前分为数据链接层规格“ISO11898-1”与物理层规格“ISO11898-2”。ISO11519是通信速度为125 kbps以下的低速CAN通信规格。

    何谓OSI基本参考模型

    如在进行对话时使用相同的语言一样，在信息通信中也需要规定通用的语言及规则。包括CAN在内的信息通信被ISO规定的OSI基本参考模型进行了标准化。所谓OSI参考模型，是指由ISO将计算机通信功能分割为层级结构的模型。CAN协议针对OSI基本参考模型的传输层、数据链接层、物理层分别进行了规定。

    OSI基本参考模型

    软件控制 7 应用层
    6 表示层
    5 会话层
    4 传输层
    3 网络层
    硬件控制 2 数据链接层
    1 物理层

    4. 传输层的定义内容

    传输层仅对重传控制进行了定义。在CAN的特点“高速而可靠的数据共享”已有所提及，具有在发生发送错误时重新发送数据的“永久重试”功能。

    2. 数据链接层的定义内容

    数据链接层细分为理论链接控制LLC（Logical Link Control）子层与媒体访问控制MAC（Medium Access Control）子层，主要对进行电脉冲信号转换为帧、数据冲突时的仲裁、数据传送时进行校验的ACK响应、各种错误检测及通知等进行了定义。对以下内容在ISO11898、ISO11519中进行了统一规格化。

    定义事项
    数据链接层 LLC 接收信息选择（验收过滤）
    过载通知
    错误恢复
    MAC 信息帧化
    连接控制方式
    数据冲突时的仲裁
    故障扩散抑制功能
    错误通知
    错误检测
    响应方式
    通信方式

    1. 物理层的定义内容

    在对物理特性或规格进行定义的物理层规定了位同步/重新同步、采样点等的位定时、收发器或总线特性，但未对连接器或电缆的形状进行规格化。另外，物理层中还包括与ISO11898及ISO11519中统一规定的部分不同的部分。

    通信速度
    [ISO11898（高速）]
    1 Mbps以下
    [ISO11519（低速CAN）]
    125 kbps以下
    CAN总线信号
    [ISO11898（高速）]
    [ISO11519（低速CAN）]
    最大总线长度
    [ISO11898（高速）]
    40m/1Mbps
    [ISO11519（低速CAN）]
    1Km/40Kbps
    最大连接单元数
    [ISO11898（高速）]
    最大30
    [ISO11519（低速CAN）]
    最大20
    信号等级
    [ISO11898（高速）]
    总线状态 隐性（1） 显性（0）
    Min. Typ. Max. Min. Typ. Max.
    CANH 2.00 2.50 3.00 2.75 3.50 4.50
    CANL 2.00 2.50 3.00 0.50 1.50 2.25
    电位差 -0.50 0.00 0.05 1.50 2.00 3.00
    [ISO11519（低速CAN）]
    总线状态 隐性（1） 显性（0）
    Min. Typ. Max. Min. Typ. Max.
    CANH 1.60 1.75 1.90 3.85 4.00 5.00
    CANL 3.10 3.25 3.40 0.00 1.00 1.15
    电位差 -0.30 -1.50 — 0.30 3.00 —
    阻抗
    [ISO11898（高速）]
    120 Ω（最小85 Ω/最大130 Ω）
    [ISO11519（低速CAN）]
    120 Ω（最小85 Ω/最大130 Ω）
    总线电阻率
    [ISO11898（高速）]
    70 mΩ/m
    [ISO11519（低速CAN）]
    90 mΩ/m
    总线延迟时间
    [ISO11898（高速）]
    5ns/m
    [ISO11519（低速CAN）]
    5ns/m
    终端电阻
    [ISO11898（高速）]
    120 Ω（最小85 Ω/最大130 Ω）
    [ISO11519（低速CAN）]
    2.2 KΩ（最小2.09 KΩ/最大2.31 KΩ）
    其他
    [ISO11898（高速）]
    双绞线（屏蔽/非屏蔽）
    循环总线
    [ISO11519（低速CAN）]
    双绞线（屏蔽/非屏蔽）
    开放式总线
    CAN_L与GND静电容量 30 pF/m
    CAN_H与GND静电容量 30 pF/m

    在SAE也对CAN实施了规格化

    除ISO规格以外，由SAE（Society of Automotive Engineers）规定的J2284/J2411中也对CAN实施了规格化。另外，作为使用CAN的通信规格，CiA（CAN in Automation）及ODVA（Open Device Net Vendor Association）等组织也实施了规格化。

    索引