CAN总线标准详解

一、对于媒体专用接口(Medium Dependent Interface, MDI)，没有统一的国际标准。CiA DS-102 (CiA: CAN in Automation )仅定义使用专用连接器(DB9)，并对PIN定义作出一定规范。

二、CAN总线标准

上层标准

虽然底层标准相同，不同应用领域和组织会制定不同的上层标准。有的厂商开发并推广其应用层标准，在某些领域得以广泛应用。对于汽车行业来说，几乎每家厂商都有自己的CAN上层标准。比较流行的有工业自动化领域 CiA 的 CANopen ，Rockwell 的 DeviceNet;嵌入式控制领域 Kvaser 的 CAN Kingdom;智能设备控制 Honeywell 的 SDS;汽车诊断 ISO 14229 定义的 UDS，和中重型汽车CAN总线标准 SAE J1939 。如表1示。

符合OSI开放式通信系统参考模型;

两线式总线结构，电气信号为差分式;多主控制。在总线空闲时，所有的单元都可开始发送消息，最先访问总线的单元可获得发送权;多个单元同时开始发送时，发送高优先级 ID 消息的单元可获得发送权;

消息报文不包含源地址或者目标地址，仅通过标识符表明消息功能和优先级;

基于固定消息格式的广播式总线系统，短帧结构;

事件触发型。只有当有消息要发送时，节点才向总线上广播消息;

可以通过发送远程帧请求其它节点发送数据;

消息数据长度 0~8 Byte;

错误检测功能。所有节点均可检测错误，检测出错误的单元会立即通知其它所有单元;

发送消息出错后，节点会自动重发;

故障限制。节点控制器可以判断错误是暂时的数据错误还是持续性错误，当总线上发生持续数据错误时，控制器可将节点从总线上隔离;

通信介质可采用双绞线、同轴电缆和光导纤维，一般使用最便宜的双绞线;

理论上，CAN总线用单根信号线就可以通信，但还是配备了第二根导线，第二根导线与第一根导线信号为差分关系，可以有效抑制电磁干扰;

在40米线缆条件下，最高数据传输速率 1Mbps;

总线上可同时连接多个节点，可连接节点总数理论上是没有限制的，但实际可连接节点数受总线上时间延迟及电气负载的限制;未定义标准连接器，但经常用9脚 DSUB

应用在当今汽车应用领域，车内电控单元(Electrical Control Unit, ECU)可能多达 70 个，除了引擎控制单元(Engine Control Unit, ECU )外，还存在传动控制、安全气囊、ABS、巡航控制、EPS、音响系统、门窗控制和电池管理等模块，虽然某些模块是单一的子系统，但是模块之间的互连依然非常重要。例如，有的子系统需要控制执行器和接收传感器反馈，CAN总线可以满足这些子系统数据传输的需求。汽车内子模块的总线互连架构使得软件可以更轻易地实现安全、经济和便利等新特性，相比传统汽车网络架构中模块单元直接连接更加经济。CAN总线实现汽车内互连系统由传统的点对点互连向总线式系统的进化，大大降低汽车内电子系统布线的复杂度，如图2所示。

背景：随着电气化和智能化，汽车上的电子单元越来越多，电控单元组网需求也日渐迫切!

审核编辑：汤梓红