多路CAN卡的应用及总线协议分析

在CAN网络中，所有节点的数据收发共享一条总线。当面对未知的多节点CAN总线网络时，如何准确分析各节点间的通信协议呢？

一、CAN总线通信方式

与485类似，CAN-Bus也是以总线的方式进行通信的，所有的CAN节点都挂在一对差分线上。但CAN总线中的节点不存在主从的概念，当节点有数据需要上传时可自主、即时发送，先进的仲裁机制保证数据不会冲突。

图1 CAN总线通信方式

二、CAN总线协议分析

对比标准的通信七层模型，CAN总线大体可分为物理层、链路层、应用层。对链路层的解析就能得到节点ID号。若对一个“未加密”CAN总线做链路层的解析，使用CAN总线接口卡（也称CAN盒）即可。这类工具能将CAN通讯转换为USB、PCI等通信方式，一般配合电脑使用。若要对CAN总线做全面的分析，则需要专业的总线分析仪。CANScope是集CAN节点测试与标定、CAN总线故障诊断与解决的综合仪器。

图2 CAN总线抓包工具及方法

三、多路CAN卡的应用

以上提到的总线协议分析是在总线节点少、节点ID已知的前提下进行的。当面对一个协议未知且节点数多、节点ID未知网络时，首先要做的是分别摘取各路CAN中报文、辨识各节点ID。

图3 数据分离、摘取

若将每个节点单独取出做测试，则必然破坏原有通信规则。如何在不破坏原有通信的基础上搞清楚一个陌生的收发协议呢？所谓工欲善其事，必先利其器。您需要一个能同时收发、转送多路CAN数据的CAN卡，USBCAN-8E-U正是这种测试工具。

图4 USBCAN-8E-U

USBCAN-8E-U集成8路CAN-bus接口，各通道间可做路由（转发）功能。在识别节点ID时，可以将节点同时接到8个CAN接口上，然后设置8路CAN间通信自由转发，保证原有网络通信规则不受破坏。强大的上位机软件将每个通道发送、接收的CAN报文按通道分开显示，数据分析一目了然。

图5 多节点CAN网络分析