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CAN 总线综述作者:邵旻文章来源:同济大学学报 总线的产生与发展控制器局部网( CAN - CONTROLLER WORK )是 BOSCH 公司为现代汽车应用领先推出的一种多主机局部网,由于其卓越性能现已广泛应用于工业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪器以及建筑、环境控制等众多部门。控制器局部网将在我国迅速普及推广。随着计算机硬件、软件技术及集成电路技术的迅速发展,工业控制系统已成为计算机技术应用领域中最具活力的一个分支, 并取得了巨大进步。由于对系统可靠性和灵活性的高要求, 工业控制系统的发展主要表现为: 控制面向多元化, 系统面向分散化, 即负载分散、功能分散、危险分散和地域分散。分散式工业控制系统就是为适应这种需要而发展起来的。这类系统是以微型机为核心,将 5C 技术--COMPUTER ( 计算机技术)、 CONTROL ( 自动控制技术)、 COMMUNICATION ( 通信技术)、 CRT ( 显示技术)和 CHANGE ( 转换技术) 紧密结合的产物。它在适应范围、可扩展性、可维护性以及抗故障能力等方面,较之分散型仪表控制系统和集中型计算机控制系统都具有明显的优越性。典型的分散式控制系统由现场设备、接口与计算设备以及通信设备组成。现场总线( FIELDBUS ) 能同时满足过程控制和制造业自动化的需要, 因而现场总线已成为工业数据总线领域中最为活跃的一个领域。现场总线的研究与应用已成为工业数据总线领域的热点。尽管目前对现场总线的研究尚未能提出一个完善的标准, 但现场总线的高性能价格比将吸引众多工业控制系统采用。同时,正由于现场总线的标准尚未统一,也使得现场总线的应用得以不拘一格地发挥, 并将为现场总线的完善提供更加丰富的依据。控制器局部网 CAN ( CONTROLLER WORK )正是在这种背景下应运而生的。由于 CAN 为愈来愈多不同领域采用和推广,导致要求各种应用领域通信报文的标准化。为此, 1991 年9月 PHILIPS SEMICONDUCTORS 制订并发布了 CAN 技术规范( VERSION )。该技术规范包括A和B 两部分。 A 给出了曾在 CAN 技术规范版本 中定义的 CAN 报文格式,而 B 给出了标准的和扩展的两种报文格式。此后, 1993 年 11月 ISO 正式颁布了道路交通运载工具-- 数字信息交换-- 高速通信控制器局部网( CAN ) 国际标准( ISO11898 ), 为控制器局部网标准化、规范化推广铺平了道路。 2. CAN 总线特点 CAN 总线是德国 BOSCH 公司从 80 年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议, 它是一种多主总线, 通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。通信速率可达 1MBPS 。 CAN 总线通信接口中集成了 CAN 协议的物理层和数据链路层功能, 可完成对通信数据的成帧处理, 包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。 CAN 协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码,而代之以对通信数据块进行编码。采用这种方法的优点可使网络内的节点个数在理论上不受限制,数据块的标识码可由 11 位或 29 位二进制数组成, 因此可以定义 211 或 229 个