CAN 總線協議是什么

CAN是控制器局域網總線，是一種用于實時應用的串行通訊協議總線，它可以使用雙絞線來傳輸信號，是世界上應用最廣泛的現場總線之一。CAN協議用于汽車中各種不同元件之間的通信，以此取代昂貴而笨重的配電線束。該協議的健壯性使其用途延伸到其他自動化和工業應用。CAN協議的特性包括完整性的串行數據通訊、提供實時支持、傳輸速率高達1Mb/s、同時具有11位的尋址以及檢錯能力。

CAN總線特征如下：

• 報文(Message)總線上的數據以不同報文格式發送，但長度受到限制。當總線空閑時，任何一個網絡上的節點都可以發送報文。

• 信息路由(Information Routing)在CAN中，節點不使用任何關于系統配置的報文，比如站地址，由接收節點根據報文本身特征判斷是否接收這幀信息。因此系統擴展時，不用對應用層以及任何節點的軟件和硬件作改變，可以直接在CAN中增加節點。

• 標識符(Identifier) 要傳送的報文有特征標識符(是數據幀和遠程幀的一個域)，它給出的不是目標節點地址，而是這個報文本身的特征。信息以廣播方式在網絡上發送，所有節點都可以接收到。節點通過標識符判定是否接收這幀信息。

• 數據一致性應確保報文在CAN里同時被所有節點接收或同時不接收，這是配合錯誤處理和再同步功能實現的。

• 位傳輸速率不同的CAN系統速度不同，但在一個給定的系統里，位傳輸速率是唯一的，并且是固定的。

• 優先權 由發送數據的報文中的標識符決定報文占用總線的優先權。標識符越小，優先權越高。

• 遠程數據請求(Remote Data Request) 通過發送遠程幀，需要數據的節點請求另一節點發送相應的數據。回應節點傳送的數據幀與請求數據的遠程幀由相同的標識符命名。

• 仲裁(Arbitration) 只要總線空閑，任何節點都可以向總線發送報文。如果有兩個或兩個以上的節點同時發送報文，就會引起總線訪問碰撞。通過使用標識符的逐位仲裁可以解決這個碰撞。仲裁的機制確保了報文和時間均不損失。當具有相同標識符的數據幀和遠程幀同時發送時，數據幀優先于遠程幀。在仲裁期間，每一個發送器都對發送位的電平與被監控的總線電平進行比較。如果電平相同，則這個單元可以繼續發送，如果發送的是“隱性”電平而監視到的是“顯性”電平，那么這個單元就失去了仲裁，必須退出發送狀態。

• 總線狀態 總線有“顯性”和“隱性”兩個狀態，“顯性”對應邏輯“0”，“隱性”對應邏輯“1”。“顯性”狀態和“隱性”狀態與為“顯性”狀態，所以兩個節點同時分別發送“0”和“1”時，總線上呈現“0”。CAN總線采用二進制不歸零(NRZ)編碼方式，所以總線上不是“0”，就是“1”。但是CAN協議并沒有具體定義這兩種狀態的具體實現方式。

• 故障界定(Confinement) CAN節點能區分瞬時擾動引起的故障和永久性故障。故障節點會被關閉。

• 應答接收節點對正確接收的報文給出應答，對不一致報文進行標記。

• CAN通訊距離最大是10公里（設速率為5Kbps）,或最大通信速率為1Mbps(設通信距離為40米)。

• CAN總線上的節點數可達110個。通信介質可在雙絞線，同軸電纜，光纖中選擇。

• 報文是短幀結構，短的傳送時間使其受干擾概率低，CAN有很好的校驗機制，這些都保證了CAN通信的可靠性。

回答所涉及的環境：聯想天逸510S、Windows 10。