車輛總線網(wǎng)絡:CAN總線（控制器局域網(wǎng)）

閱讀次數(shù)：128 發(fā)布時間： 2024-11-01 18:21:39

CAN總線協(xié)議是什么？

控制器局域網(wǎng)（CAN總線）是一種基于消息的協(xié)議，旨在允許當今汽車中的電子控制單元（ECU）以及其他設備以可靠、優(yōu)先驅(qū)動的方式相互通信。消息或“幀”由網(wǎng)絡中的所有設備接收，不需要主機。CAN由ISO 11898下的一套豐富的國際標準支持。

什么是CAN FD？

CAN FD是CAN總線的“靈活數(shù)據(jù)（速率）”版本。每條消息的標準長度增加了800%，達到64字節(jié)，數(shù)據(jù)速率也從1 Mbps增加到max.8 Mbps。“靈活”部分是指ECU可以根據(jù)實時要求動態(tài)改變其傳輸速率并選擇更大或更小的消息大小。

盡管取得了所有這些進步，CAN FD仍然與標準CAN 2.0完全向后兼容。如今，CAN FD用于高性能車輛，但預計最終將在所有或大多數(shù)車輛上遷移。

CAN總線的優(yōu)點

CAN總線標準被廣泛接受，幾乎用于所有車輛和許多機器。這主要是由于以下主要好處：

簡單且低成本：ECU通過單個CAN系統(tǒng)進行通信，而不是通過直接的復雜模擬信號線進行通信，從而減少了錯誤、重量、接線和成本。CAN芯片組易于獲得且價格合理。
完全集中：CAN總線提供了一個與所有網(wǎng)絡ECU通信的入口點，實現(xiàn)了中央診斷、數(shù)據(jù)記錄和配置。
穩(wěn)健：該系統(tǒng)對電氣干擾和電磁干擾具有穩(wěn)健性，是安全關鍵應用（如車輛）的理想選擇
高效：CAN幀按ID號進行優(yōu)先級排序。高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)可以立即訪問總線，而不會中斷其他幀。
減輕車輛重量：通過消除車輛上長達數(shù)公里的重絕緣電線及其重量。
易于部署：一個經(jīng)過驗證的標準，具有豐富的支持生態(tài)系統(tǒng)。
抗電磁干擾：這使CAN成為車輛關鍵應用的理想選擇。

CAN具有出色的控制和故障檢測能力。檢測錯誤很容易，因此傳輸?shù)臄?shù)據(jù)會到達需要的地方。

當需要對復雜系統(tǒng)進行分布式控制時，它是一種理想的協(xié)議。它減少了繁重的布線，從而降低了成本和重量。芯片成本低，由于協(xié)議設計簡潔，實現(xiàn)CAN相對容易。

使用CAN的另一個優(yōu)點是，前兩層：物理層和數(shù)據(jù)鏈路層是在廉價的微芯片中實現(xiàn)的，有幾種配置。

流行的CAN總線應用

如今，CAN的應用主要由汽車和機動車領域主導，但并不限于此。CAN在幾乎所有行業(yè)都有應用。您可以在以下位置找到正在使用的CAN協(xié)議：

各種類型的車輛：摩托車、汽車、卡車...

重型車隊遠程信息處理

飛機

電梯

各種制造工廠

船舶

預測性維護系統(tǒng)

洗衣機、烘干機和其他家用電器。

CAN總線的變體

ISO 11898標準定義了CAN的幾個版本。汽車行業(yè)中使用的主要CAN類型有：

低速CAN
高速CAN
CAN FD（靈活數(shù)據(jù)速率CAN）

低速CAN

用于不需要高更新率的容錯系統(tǒng)。最大數(shù)據(jù)傳輸速率為125kbps，但因此布線比高速CAN更經(jīng)濟。在汽車應用中，低速CAN用于診斷、儀表板控制和顯示、電動車窗等。

高速CAN

用于需要高更新率和高數(shù)據(jù)精度的關鍵子系統(tǒng)（例如防抱死制動系統(tǒng)、電子穩(wěn)定控制、安全氣囊、發(fā)動機控制單元等）之間的通信。高速CAN的數(shù)據(jù)傳輸速度范圍為每秒1 kbit至1 Mbit。

高速CAN比低速更快，但新的汽車應用的帶寬要求每年都在增加，因此汽車OEM現(xiàn)在正在將CAN FD安裝到新車中。CAN FD被戲稱為“類固醇CAN”

CAN FD（靈活數(shù)據(jù)速率CAN）

新版本的CAN引入了靈活的數(shù)據(jù)速率、每條消息更多的數(shù)據(jù)和更高的傳輸速度。每個標準（低速和高速）CAN消息中的數(shù)據(jù)長度為8字節(jié)，但使用CAN FD時，數(shù)據(jù)長度增加了800%，達到64字節(jié)。此外，最大數(shù)據(jù)速率也從1 Mbps大幅提高到8 Mbps。