從 1993 第一個版 CAN 國際標準(ISO 11898:1993 和 ISO 11519-2)發佈至今,ISO 11898 逐漸被分割整合成了相互獨立的 6 個部分。分別以 Part 1 ~ Part 6 來標識。在舊版本(2003年之前)中
- ISO 11898 是通信速度爲 5kbps - 1Mbps 的 CAN 高速通信標準。規範中同時定義了 數據鏈路層和高速物理層。
- ISO 11519 是通信速度爲 125kbps 以下的 CAN 低速通信標準,也就是容錯CAN(LSFT CAN)。提供從5 Kbit/s到125 Kbits/s的波特率。該標準允許在CAN總線連線失敗時CAN總線通信得以繼續進行。
從 2003 年開始,ISO 將原先的 ISO 11898 CAN標準的數據鏈路和高速物理層的標準分離爲 ISO 11898-1 和 ISO 11898-2 兩部分。後續又發佈了其他幾個部分!在 2016 年,又再一次進行了整合。下圖是 2016 年之前各部分的官方命名(來自於 ISO 11898-1-2015 的 Foreword 章節):
在經過審覈和重組的 ISO 11898 系列中,各部分的功能如下:
- Part 1: defines the data link layer including the logical link control (LLC) sub-layer and the medium access control (MAC) sub-layer, as well as the physical signalling (PHS) sub-layer; 定義數據鏈路層,包括邏輯鏈路控制(LLC)子層和媒體訪問控制(MAC)子層,以及物理信令(PHS)子層;
- Part 2: defines the high-speed physical medium attachment (PMA); 高速物理媒體附屬層
- Part 3: defines the low-speed fault-tolerant physical medium attachment (PMA); 低速容錯物理媒體附屬層
- Part 4: defines the time-triggered communication; 時間觸發通訊
- Part 5: defines the power modes of the high-speed physical medium attachment (PMA); 低功耗的物理媒體附屬層
- Part 6: defines the selective wake-up functionality of the high-speed physical medium attachment (PMA). 選擇性喚醒的物理媒體附屬層
啥是 PMA ??:將物理信號轉換爲邏輯信號或者將邏輯信號轉換爲物理信號的子層
在 2016 年,其中的 Part 2、Part 5 和 Part 6 被合併成了一個新的 Part 2,即:ISO 11898-2-2016。 下圖顯示了 ISO 11898 標準,對比 OSI 模型的分佈情況
AUI attachment unit interface
MDI media dependant interface
OSI open system interconnection
CAN 總線(ISO 11898-1)最初指定的鏈路層協議僅包括對物理層的抽象需求。 高速物理層關於電氣方面的(電壓,電流,數量導體)規定來自於 ISO 11898-2,該協議目前被廣泛接受;低速則在 ISO 11898-3 中。但是,物理層關於機械方面的(接頭種類和數量、顏色、標籤、標準輸出)並沒有標準文檔來正式指定。 因此,汽車的電子控制單元(ECU)通常會有定製的接口和各種線纜組成 CAN 總線。
各部分標準文檔在不同年份下還有不同的版本。根據 ISO 的慣例,新版發佈後,舊版就會被撤銷。下面通過 ISO 官方網站對於各時期標準的發佈情況詳細說明一下:
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ISO 11898:1993 和 ISO 11898:1993/Amd 1:1995: 從下圖可以看到, ISO 11898:1993 是 CAN 標準的第一個版本,到 2003 年被分成了兩部分。隨着新版本的發佈,這些都已經被 ISO 撤回了。
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ISO 11898-1-2003 和 ISO 11898-1-2015: ISO 11898-1-2015 是 ISO 11898-1-2003 的最新修訂版本, 全名爲 ISO 11898-1:2015 Road vehicles – Controller area network (CAN) – Part 1: Data link layer and physical signalling 指定經典 CAN 幀格式和新引入的CAN FD 幀格式。 經典 CAN 幀格式允許比特率高達1 Mbit/s,有效載荷最高可達每幀 8 字節。 CAN FD 幀格式允許比特率高於 1 Mbit/s,有效載荷超過每幀 8 字節。
ISO 11898 的這一部分根據 ISO/EC 7498-1 的開放系統互連(OSI)的 ISO 參考模型,以分層的方式描述了CAN 的通用結構。CAN數據鏈路層根據 ISO/EC 8802-2 和 ISO/EC 8802-3 規定。包含以下詳細規範:- 邏輯鏈路控制子層(LLC)
- 媒體訪問控制子層(MAC)
- 物理編碼子層(PCS)
更詳細的內容,後續再詳細介紹,這裏不再多說!
(1)這部分綜合了 Bosch CAN 2.0 規範 和 Bosch CAN FD
(2)ISO 11898-2 和 ISO 11898-3 共用 ISO 11898-1。也就是 ISO 11898-1 規定的數據鏈路層是共用的!
(3)從 2003 開始,ISO 11898-1 不再包含 高速物理層的相關定義,這部分被獨立到了ISO 11898-2 中 -
ISO 11898-2-2003 和 ISO 11898-2-2016: ISO 11898-2-2016 是 ISO 11898-2-2003 的最新修訂版本,全名爲 ISO 11898-2:2016 Road vehicles – Controller area network (CAN) – Part 2: High-speed medium access unit。 此外,11898-5:2007 和 11898-6:2013 被整合到 11898-2:2016 之中,原有的 11898-5:2007 和 11898-6:2013 被撤回。
Part 2 指定了controller area network (CAN) 的高速物理媒體附屬層(HS-PMA),包括沒有和具有低功耗模式功能以及具有選擇性喚醒功能的 HS-PMA(High-Speed Physical Media Attachment) 。依賴於物理媒體的子層不在本文檔的範圍內。
此外,具體內容如下:- HS-PMA 測試電路
- 基於以上定義,定義了收發器的電器特性
其他圖見規範,這裏不再貼了。 - 定義CAN_H / CAN_L上的最大輸出電流;
- 定義可選的 TXD 超時
- 接收器輸入電阻範圍已經改變
- 已定義 CAN FD 的位時序參數,最高可達 2 Mbps;
- 定義 CAN FD 的位時序參數,最高可達5 Mbps
- 已經集成了ISO 11898-5和ISO 11898-6的內容,以確保所有HS-PMA實施都有一個ISO標準;
- 選擇性喚醒(以前的ISO 11898-6)已定義CAN FD 容差;
- 喚醒濾波器時序(以前在ISO 11898-5中)已經改變
- 有關 PMD 子層的要求和假設已轉移到附件A,以明確關注 HS-PMA 的實施。
這部分不是 Bosch CAN 2.0 規範的一部分
從 2003 年開始,從 ISO 11898-1 中 獨立出來的 - HS-PMA 測試電路
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ISO 11898-3-2006 和 ISO 11898-3:2006/Cor 1:2006: 全名爲 ISO 11898-3:2006 Road vehicles – Controller area network (CAN) – Part 3: Low-speed, fault-tolerant, medium-dependent interface 規定了在配備 CAN 的公路車輛的電子控制單元之間建立數字信息交換的特性,傳輸速率爲 40 kBit/s 至 125 kBit/s。其取代了最早發佈的 ISO 11519-2:1994。ISO 11898-3:2006/Cor 1:2006 爲勘誤和修改版本。
ISO 11898的這一部分描述了低速CAN應用的容錯行爲,以及根據ISO / OSI層模型的物理層的部分。 ISO 11898 的這一部分涵蓋了物理層的以下部分:- medium dependent interface (MDI);
- physical medium attachment (PMA).
此外,物理層信令(PLS)的部分和媒體訪問控制(MAC)的部分也受到 ISO 11898 的這一部分提供的定義的影響。
OSI 模型的所有其他層在 CAN 協議中沒有對應部分,並且是用戶級別的一部分,不影響低速 CAN 物理層的容錯行爲,因此不屬於 ISO 11898 的這一部分。這部分不是 Bosch CAN 2.0 規範的一部分
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ISO 11898-4-2004: 全名爲 ISO 11898-4:2004 Road vehicles – Controller area network (CAN) – Part 4: Time-triggered communication 指定CAN中的時間觸發通信。該標準最後一次審查並於2019年確認。因此該版本仍然是最新版本。
這部分不是 Bosch CAN 2.0 規範的一部分
參考
- History of CAN technology
- CAN bus - Wikipedia
- http://home.eeworld.com.cn/my/space-uid-469267-blogid-224148.html
- https://www.edaboard.com/showthread.php?217912-Difference-between-CAN1-0-and-CAN-2-0
- CAN FD協議介紹