CAN總線的標準(二)

一、OSI參考模型

CAN總線標準規定了物理層和數據鏈路層,至於應用層需要用戶自定義。不同的CAN標準僅物理層不同。物理層和數據鏈路層ISO11898;應用層:不同的應用領域使用不同的應用層標準。

 

二、各層分析

1. 物理層和數據鏈路層

控制器局域網 (CAN) 是一種國際標準化的串行總線系統,最初是爲車載網絡制定的。1986 年,在底特律召開的SAE 大會引入了 CAN 數據鏈路層協議。1993 年,CAN協議和高速物理層成爲國際標準 ISO 11898 的組成內容。

今天,該 ISO 標準包括以下組成部分:

  • ISO 11898-1: 數據鏈路層
  • ISO 11898-2: 高速收發器
  • ISO 11898-3: 容錯收發器
  • ISO 11898-4: 時間觸發 CAN
  • ISO 11898-5: 低功率模式高速收發器
  • ISO 11898-6: 帶選擇性喚醒能力的高速收發器 ( 正在制定中)

ISO 11898系列規定了稱爲控制器局域網的串行通信技術的物理和數據鏈路層(ISO/OSI 模型的第1級和第2級),該技術支持分佈式實時控制和多路複用,以用於公路車輛。

在傳統的 CAN 數據鏈路層協議中,整個幀使用一種比特率。最新引入的改進型 CAN 數據鏈路層協議 (也稱爲CAN FD) 爲數據階段使用更高的第二比特率,從而加速數據傳送。此外,改進型 CAN 協議支持長數據字段 (最多達64 個字節)。 改進型 CAN 數據鏈路層協議不支持 CAN 遠程幀。

2. 網絡層

3. 傳輸層

4. 會話層

5. 表示層

6. 應用層

三、各種標準的應用

CAN 數據鏈路層是不同標準化高層協議的基礎。在上個世紀九十年代中期,針對商業車輛柴油發動機動力系統應用,引入了 SAE J1939 系列。而用於工廠自動化的DeviceNet (IEC 62026-3) 以及用於嵌入式控制系統的CANopen (EN 50325-4) 也在此時制定出來。其它標準化高層協議還有用於車輛診斷的 ISO 傳輸層 (ISO 15765-2)和統一診斷服務 (ISO 15765-3),用於農林機械的 ISO11783 系列 (也被稱爲 Isobus) 以及用於卡車與拖車通信的ISO 11992 系列。用於船載導航設備的 NMEA 2000 應用層已被標準化爲國際標準 IEC 61162-3。

CAN 網絡的應用範圍十分廣泛。各種運輸系統 (汽車、卡車、機車、輪船和飛機) 中的車載網絡是其中最主要的一個應用領域。其它應用包括工業設備控制、工廠自動化、醫療設備、實驗室自動化、升降機和門控制、發電與配電以及許多其它嵌入式控制系統。CAN 物理層使用不同的電壓,具有很強的抗擾性,而CAN數據鏈路層協議具有可靠的通信能力,漢明距離達到6 ( 改進型 CAN 數據幀同樣如此)。也就是說,可檢測五個隨機分佈的位錯誤以及一個 15 位長的突發性錯誤。高層協議和子協議支持最高爲現貨即插即用層級設備的互操作性。

 

待續...

 

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