車(chē)輛總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò ):CAN總線(xiàn)（控制器局域網(wǎng)）

CAN總線(xiàn)協(xié)議是什么？

控制器局域網(wǎng)（CAN總線(xiàn)）是一種基于消息的協(xié)議，旨在允許當今汽車(chē)中的電子控制單元（ECU）以及其他設備以可靠、優(yōu)先驅動(dòng)的方式相互通信。消息或“幀”由網(wǎng)絡(luò )中的所有設備接收，不需要主機。CAN由ISO 11898下的一套豐富的國際標準支持。

什么是CAN FD？

CAN FD是CAN總線(xiàn)的“靈活數據（速率）”版本。每條消息的標準長(cháng)度增加了800%，達到64字節，數據速率也從1 Mbps增加到max.8 Mbps。“靈活”部分是指ECU可以根據實(shí)時(shí)要求動(dòng)態(tài)改變其傳輸速率并選擇更大或更小的消息大小。

盡管取得了所有這些進(jìn)步，CAN FD仍然與標準CAN 2.0完全向后兼容。如今，CAN FD用于高性能車(chē)輛，但預計最終將在所有或大多數車(chē)輛上遷移。

CAN總線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)

CAN總線(xiàn)標準被廣泛接受，幾乎用于所有車(chē)輛和許多機器。這主要是由于以下主要好處：

• 簡(jiǎn)單且低成本：ECU通過(guò)單個(gè)CAN系統進(jìn)行通信，而不是通過(guò)直接的復雜模擬信號線(xiàn)進(jìn)行通信，從而減少了錯誤、重量、接線(xiàn)和成本。CAN芯片組易于獲得且價(jià)格合理。
• 完全集中：CAN總線(xiàn)提供了一個(gè)與所有網(wǎng)絡(luò )ECU通信的入口點(diǎn)，實(shí)現了中央診斷、數據記錄和配置。
• 穩?。涸撓到y對電氣干擾和電磁干擾具有穩健性，是安全關(guān)鍵應用（如車(chē)輛）的理想選擇
• 高效：CAN幀按ID號進(jìn)行優(yōu)先級排序。高優(yōu)先級的數據可以立即訪(fǎng)問(wèn)總線(xiàn)，而不會(huì )中斷其他幀。
• 減輕車(chē)輛重量：通過(guò)消除車(chē)輛上長(cháng)達數公里的重絕緣電線(xiàn)及其重量。
• 易于部署：一個(gè)經(jīng)過(guò)驗證的標準，具有豐富的支持生態(tài)系統。
• 抗電磁干擾：這使CAN成為車(chē)輛關(guān)鍵應用的理想選擇。

CAN具有出色的控制和故障檢測能力。檢測錯誤很容易，因此傳輸的數據會(huì )到達需要的地方。

當需要對復雜系統進(jìn)行分布式控制時(shí)，它是一種理想的協(xié)議。它減少了繁重的布線(xiàn)，從而降低了成本和重量。芯片成本低，由于協(xié)議設計簡(jiǎn)潔，實(shí)現CAN相對容易。

使用CAN的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，前兩層：物理層和數據鏈路層是在廉價(jià)的微芯片中實(shí)現的，有幾種配置。

流行的CAN總線(xiàn)應用

如今，CAN的應用主要由汽車(chē)和機動(dòng)車(chē)領(lǐng)域主導，但并不限于此。CAN在幾乎所有行業(yè)都有應用。您可以在以下位置找到正在使用的CAN協(xié)議：

各種類(lèi)型的車(chē)輛：摩托車(chē)、汽車(chē)、卡車(chē)...

重型車(chē)隊遠程信息處理

飛機

電梯

各種制造工廠(chǎng)

船舶

預測性維護系統

洗衣機、烘干機和其他家用電器。

CAN總線(xiàn)的變體

ISO 11898標準定義了CAN的幾個(gè)版本。汽車(chē)行業(yè)中使用的主要CAN類(lèi)型有：

• 低速CAN
• 高速CAN
• CAN FD（靈活數據速率CAN）

低速CAN

用于不需要高更新率的容錯系統。最大數據傳輸速率為125kbps，但因此布線(xiàn)比高速CAN更經(jīng)濟。在汽車(chē)應用中，低速CAN用于診斷、儀表板控制和顯示、電動(dòng)車(chē)窗等。

高速CAN

用于需要高更新率和高數據精度的關(guān)鍵子系統（例如防抱死制動(dòng)系統、電子穩定控制、安全氣囊、發(fā)動(dòng)機控制單元等）之間的通信。高速CAN的數據傳輸速度范圍為每秒1 kbit至1 Mbit。

高速CAN比低速更快，但新的汽車(chē)應用的帶寬要求每年都在增加，因此汽車(chē)OEM現在正在將CAN FD安裝到新車(chē)中。CAN FD被戲稱(chēng)為“類(lèi)固醇CAN”

CAN FD（靈活數據速率CAN）

新版本的CAN引入了靈活的數據速率、每條消息更多的數據和更高的傳輸速度。每個(gè)標準（低速和高速）CAN消息中的數據長(cháng)度為8字節，但使用CAN FD時(shí)，數據長(cháng)度增加了800%，達到64字節。此外，最大數據速率也從1 Mbps大幅提高到8 Mbps。

CAN FD也向后兼容，支持CAN 2.0通信協(xié)議以及SAE J1939等特殊協(xié)議，其中CAN輸出用作只讀。CAN FD本質(zhì)上是ISO 11898-1中規定的原始CAN標準的擴展，與經(jīng)典CAN系統完全兼容。

CAN FD是向前邁出的重要一步，因為它允許ECU根據實(shí)時(shí)要求動(dòng)態(tài)改變其傳輸速率并選擇更大或更小的消息大小。目前，它已在高性能車(chē)輛中得到應用，但隨著(zhù)ECU性能的提高和CAN FD硬件成本的下降，CAN FD進(jìn)入幾乎所有車(chē)輛只是時(shí)間問(wèn)題。