CAN协议的基础知识
CAN是一种国际标准化的协议。本节解释了本标准的内容及其与OSI参考模型的对应关系。
CAN协议的基本概述
关于CAN协议，其规范由其开发者博世(Bosch)定义，随后由国际标准化组织(ISO)进行标准化，分别为ISO 11898和ISO 11519。ISO 11898是125kbps到1mbps之间的高速CAN通信(CAN- c)标准。它现在被划分为仅用于数据链路层的标准ISO 11898-1和仅用于物理层的标准ISO 11898-2。ISO 11519是低速CAN通信的标准，可达125kbps。
OSI的基本参考模型是什么?
就像会话中使用的是同一种语言一样，信息和交流也需要定义共同的语言和规则。CAN等信息通信标准都是在ISO规定的OSI基本参考模型的基础上进行标准化的。在OSI参考模型中，用于计算机通信的功能被ISO划分成一个分层结构。CAN协议在OSI基本参考模型中有传输层、数据链路和物理层的规范。
OSI基本参考模型
| 软件控制 | 7 | 应用程序层 |
|---|---|---|
| 6 | 表示层 | |
| 5 | 会话层 | |
| 4 | 传输层 | |
| 3. | 网络层 | |
| 硬件控制 | 2 | 数据链路层 |
| 1 | 物理层 |
传输层(第4层)中定义的内容
传输层只定义了重传控制。中描述的CAN的特点中“高速可靠的数据共享”，在发生传输错误时重新传输数据的功能，称为“永久重试”，对应于这一层。
数据链路层(第2层)中定义的内容
数据链路层分为逻辑链路控制(LLC)子层和媒体访问控制(MAC)子层，主要定义了电脉冲信号到帧的转换、数据碰撞时的仲裁、数据传输时的应答应答以及各种错误的检测/通知。以下所示内容已在ISO 11898和ISO 11519中标准化。
| 定义项目 | ||
|---|---|---|
| 数据链路层 | 有限责任公司 | 接收消息选择(接受过滤) |
| 过载的通知 | ||
| 错误恢复 | ||
| MAC | 消息分帧 | |
| 连接控制方法 | ||
| 数据碰撞仲裁 | ||
| 故障隔离功能 | ||
| 错误的通知 | ||
| 错误检测 | ||
| 反应方法 | ||
| 沟通的方法 | ||
物理层(第1层)中定义的内容
物理层定义了物理特性和规格，规定了位定时(如位同步/再同步和采样点)以及收发器和总线的特性，但它没有对连接器和电缆的形状进行标准化。在物理层上，ISO 11898和ISO 11519既有共同的内容，也有不同的内容。
- 通信速度
-
- ISO 11898(高速CAN)
- 高达1mbps
-
- ISO 11519(低速CAN)
- 高达125kbps
- CAN总线信号
-
- ISO 11898(高速CAN)
-
-
- ISO 11519(低速CAN)
-
- 最大总线长度
-
- ISO 11898(高速CAN)
- 40米/ 1 Mbps
-
- ISO 11519(低速CAN)
- 1公里/ 40 Kbps
- 最大连接单元数
-
- ISO 11898(高速CAN)
- 30.
-
- ISO 11519(低速CAN)
- 20.
- 信号电平
-
- ISO 11898(高速CAN)
-
总线状态 隐性的(1) 主导(0) 分钟。 Typ。 Max。 分钟。 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 潜在的差异 -0.50 0．00 0．05 1.50 2．00 3．00
-
- ISO 11519(低速CAN)
-
总线状态 隐性的(1) 主导(0) 分钟。 Typ。 Max。 分钟。 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 潜在的差异 -0.30 -1.50 - - - - - - 0．30 3．00 - - - - - -
- 阻抗
-
- ISO 11898(高速CAN)
- 120 Ω (85 Ω分钟/ 130 Ω max.)
-
- ISO 11519(低速CAN)
- 120 Ω (85 Ω分钟/ 130 Ω max.)
- 总线电阻率
-
- ISO 11898(高速CAN)
- 70Ω/ m
-
- ISO 11519(低速CAN)
- 90Ω/ m
- 总线延迟时间
-
- ISO 11898(高速CAN)
- 5 ns /米
-
- ISO 11519(低速CAN)
- 5 ns /米
- 终端电阻
-
- ISO 11898(高速CAN)
- 120 Ω (85 Ω分钟/ 130 Ω max.)
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- ISO 11519(低速CAN)
- 2.2 kΩ (2.09 kΩ min. / 2.31 kΩ max.)
- 其他人
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- ISO 11898(高速CAN)
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双绞线(屏蔽/无屏蔽的)
循环巴士
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- ISO 11519(低速CAN)
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双绞线(屏蔽/无屏蔽的)
开公共汽车
CAN_L与GND之间的电容:30pf /m
CAN_H与GND之间的电容:30pf /m
SAE也能标准化吗
除了ISO标准之外，CAN还被汽车工程师协会(SAE)标准化为J2284和J2411。使用CAN的通信也已经被其他组织标准化，包括CAN自动化(CiA)和开放设备网络供应商协会(ODVA)。
