一、CAN总线
CAN是Control Area Network 的缩写, 该项技能最早由德国BOSCH 公司推出, 用于轿车内部丈量与履行部件之间的数据通讯。其总线规范现已被ISO 国际规范安排制订为国际规范。因为得到了Motorola , Intel , Philip , Siemence , NEC 等公司的支撑, 它广泛使用在离散操控范畴。CAN通讯介质可所以双绞线、光导纤维、同轴电缆,作为一种串行多主站操控器局域网总线,他的通讯可靠性、网络安全性、实时性都十分高,本钱也低价,很适用一些中小规划的交通运载工具电气体系、工业进程监控设备的互连、电磁辐射强、环境温度恶劣、振荡大的工业环境及轿车计算机操控体系。就现在的趋势看,CAN总线协议必是轿车计算机操控体系和嵌入式工业操控局域网的规范总线。
CAN归于总线式串行通讯网络,因为选用了许多新技能以及一起的规划,与一般的通讯总线比较,CAN总线的数据通讯具有杰出功用、可靠性、实时性和灵敏性,以及杰出的毛病珍断和纠错才能。其特色主要有:
1)支撑分布式操控,实时操控。
2)不分主从,CAN是主站总线,在任何时刻各节点都可向网络上的节点发送信息,通讯灵敏,能够多主方法作业。
3)实时性好,选用非破坏性的一起的总线裁定技能,高优先级节点优先传送数据,有用防止总线抵触。
4)CAN选用大局播送、一点对多点、点对点传送数据功用。
5)短帧结构的选用降低了数据出错率,数据传输时间短,每帧有用字节数最多为8个,有CRC及其它校验办法,适合在高搅扰环境下运用。
6)一旦呈现严重过错,可主动脱离或封闭总线,而其他总线操作不会受影其响。
7)每次扩大石,直接挂新节点在总线上,改型灵敏,体系扩大简略,走线少。
8)CAN总线的最大传输速率可达1Mb/s,直接通讯间隔最远可到达10km,(速率在5kbps以下)。
9)CAN节点数在规范帧是可达110个,扩展帧个数不限。
10)数据传送方法可分为数据播送式和长途数据恳求式。
自CAN总线面世以来,为满意CAN总线协议的多种使用需求,相继呈现了几种高层协议。现在大多数根据CAN总线的网络都选用CAN总线的高层协议。CAN open、Device Net和SDS是一般选用的高层协议,适用于任何类型的工业操控局域网应照场合,而CAL贝I|使用于根据规范使用层通讯协议的优化操控场合,SAEJl939则使用于货车和重型轿车计算机操控体系。
二、CAN在轿车电子业的开展
“轿车电子业最大的抢手便是网络化。”一位业内人士如此描绘轿车网络的使用远景。而CAN具有的多主节点、开放式架构,以及过错检测及自恢复才能等优势,成为轿车网络使用的抢手。从以下一组数字中也印证了这一趋势,02年数据,全球市场上大约有一亿只CAN收发器,均匀一辆车上有12个到15个低速CAN收发器,4到5个高速CAN收发器。
一些轿车专家以为,就像在20世纪70年代引进集成电路、80年代引进微处理器相同,近10年来数据总线技能的引进也将是轿车电子技能开展的一个里程碑。
而且,跟着安全功用日益受到重视,安全气囊也将逐渐增多,曾经是在驾驶员前面设备一个,往后旁边面与后座都会设备安全气囊,这些气囊经过传感器感触磕碰信号,经过CAN总线将传感器信号传送到一个中央处理器内,操控各安全气囊的发动弹出动作。一起,先进的防盗规划也正根据CAN总线网络技能。首要,承认钥匙合法性的校验信息经过CAN网络进行传递,改进了加密算法,其校验的信息比以往的防盗体系更丰厚;其次,车钥匙、防盗操控器和发动机操控器彼此贮存对方信息,而且在校验码中搀和随机码,无法进行破译,然后进步防盗体系的安全性。而这些功用的完结无一不凭借CAN总线来完结,CAN总线成为轿车智能化操控的“定海神针”。
在现代轿车的规划中,CAN现已成为有必要选用的设备。奔跑、宝马、群众、沃尔沃、雷诺等轿车都选用了CAN作为操控器联网的手法。据报导,我国首辆CAN网络体系混合动力轿车已在奇瑞公司试装成功,并进行了开端试运转。在上海群众的帕萨特和POLO轿车上也开端引进了CAN总线技能。但总的来说,现在CAN总线技能在我国轿车工业中的使用尚处于实验和起步阶段,绝大部分的轿车还没有选用轿车总线规划。国内涵技能、规划和使用上进行网络总线的“进修”势在必行。
CAN分为高速和低速CAN总线,低速CAN的总线速度为10Kb-125Kb/s,高速为250Kb-1Mb/s。许向东介绍,德尔福开发的CAN总线体系是将发动机操控与变速箱衔接在一起,因为轿车在换档时需求发动机改换扭矩,以坚持轿车行进的平稳性。高速CAN使用在发动机、变速箱、ABS等实时性要求强的操控模块,低速CAN主要是运用在车身操控模块范畴。
但是,关于许多根本的轿车使用而言,因为CAN总线的完结本钱较高,并非都需求用CAN节点来完结衔接。飞思卡尔轿车电子市场部司理康晓敦说,CAN总线的完结本钱较高,做一个节点,MCU需求带CAN数字接口,至少20多元,加上CAN收发器七八元,因而一个CAN节点芯片需求30多元左右。跟着节点数的添加,这部分本钱会添加许多,而LIN(部分互联网络)对MCU要求的资源很少,一般的串行口就能够做,一般LIN子节点所用的MCU只需求几元。而且,LIN总线正是针对相对简略的使用而规划的。因而在CAN/LIN网络中,CAN节点可衔接发动机、变速箱、仪表盘等,LIN节点来衔接门窗、后视镜、车灯等。这是归纳轿车本钱、功用方面的权衡之举。
CAN网络的上游是向传输速率更高的Flex Ray协议开展,下流是向LIN协议开展。Flex Ray的速率高、愈加安全可靠,但完结本钱现在还较高,其接口和收发器方面要求均较高,精度和杂乱性更高。因而,未来几年内CAN总线仍占有轿车网络技能的主导。
一起,为习惯未来轿车多媒体文娱体系开展的需求,未来DVD、导航仪、轿车音响将经过数据总线集成在一起,以传输移动图画,这也就需求传输速率更高、更快的网络总线。康晓敦指出,现在市场上已开宣布一种MOST规范网络,做音视频文娱通讯,它是根据光纤的通讯协议,传输速率可达20多兆,在一些尖端车上已有使用。现在做MOST总线很杂乱,MOST网关需用支撑多媒体的32位MCU完结,并需求很多的16位单片机做每个子体系的操控,它的使用还需轿车厂商、轿车电子厂商的一起推进。
三、结束语
跟着轿车电子技能和大规划集成电路的迅速开展,网络操控芯片功用逐渐进步,体积逐渐减小,价格进一步下降,CAN总线在轿车上的使用已成为一种必定的开展趋势,而且SAE J1939成为车用CAN通讯协议的干流。CAN总线在轿车上的广泛使用将使轿车的动力性、操作稳定性、安全性都上升到新的高度,给轿车技能的开展注入新的生机。CAN作为操控器联网的手法,已广泛使用于奔跑、雷诺、沃尔沃、群众、宝马等知名品牌轿车。据相关报导,奇瑞公司现已配装成功国内首辆CAN网络体系混合动力轿车,并已投入运转中。POLO轿车、上海群众的帕萨特也都开端引证此技能,信任CAN总线技能将会推进轿车电子业一向向前跨进开展。