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東風(fēng)標(biāo)致 CAN VAN

想問(wèn)一下我們經(jīng)常說(shuō)的的東風(fēng)標(biāo)致 307 CAN VAN 是什么意思？: 問(wèn) 提問(wèn)者：網(wǎng)友 | 2017-07-06

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車(chē)載網(wǎng)絡(luò) 眾多的國(guó)際知名公司早在20 世紀(jì)80 年代就積極致力于汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究及應(yīng)用。到目前為止已形成了多種網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，如：SAE（汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)）的J1850 和J1939、德國(guó)大眾的ABUS、法國(guó)PSA 的VAN、美國(guó)商用機(jī)器的AutoCAN、德國(guó)BOSCH的CAN 等等。近幾年，在歐洲和美國(guó)推出的車(chē)型基本上都配備了一個(gè)、兩個(gè)甚至多個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，不光高檔車(chē)裝備有，甚至低檔經(jīng)濟(jì)型車(chē)也有。日本的汽車(chē)公司也開(kāi)始逐步使用車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。我國(guó)近一兩年和歐洲同步推出的幾款車(chē)型也裝備了汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),如：神龍汽車(chē)有限公司去年推出的“畢加索”轎車(chē)裝備了VAN 網(wǎng)、明年即將推出的“薩拉”N7 轎車(chē)將裝備VAN 和CAN 混合網(wǎng)、后年推出的“標(biāo)致307”系列車(chē)將采用FullCAN 網(wǎng)系統(tǒng)；一汽大眾的“寶來(lái)”轎車(chē)在動(dòng)力系統(tǒng)和舒適系統(tǒng)中裝備了兩套速率不同的CAN 網(wǎng)；上海大眾的“波羅”也裝備了CAN 網(wǎng)。正如一些汽車(chē)專(zhuān)家認(rèn)為的：就像汽車(chē)電子技術(shù)在上世紀(jì)70 年代引入集成電路、80 年代引入微處理器一樣，近十年來(lái)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的引入也將是汽車(chē)電子技術(shù)發(fā)展的一個(gè)里程碑。 2 CAN 網(wǎng)逐漸發(fā)展成為車(chē)載網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 2.1 CAN 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的產(chǎn)生和發(fā)展 1986 年2 月，Robert Bosch 公司在SAE 年會(huì)上介紹了一種新型的串行總線系統(tǒng)—CAN（Controller Area Network）。根據(jù)這個(gè)CAN 協(xié)議，在1987 年中期，Intel 開(kāi)發(fā)了首個(gè)CAN 控制器—82526。不久，Philips半導(dǎo)體也推出了82C200。這兩種CAN 控制器在報(bào)文過(guò)濾和控制上有許多的不同。Philips 半導(dǎo)體的方式叫BasicCAN；Intel 的方式叫FullCAN，由此后的不斷發(fā)展，從而形成了FullCAN 和BasicCAN 兩大陣營(yíng)。在20 世紀(jì)90 年代初，Bosch CAN 規(guī)范（CAN 2.0）被提交給了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織。經(jīng)過(guò)討論，應(yīng)一些法國(guó)主要汽車(chē)商的要求，包含了吸收一些VAN 網(wǎng)（Vehicle Area Network）的內(nèi)容。并于1993 年11 月出版了正式的CAN 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898。從此CAN 協(xié)議被廣泛的用于各類(lèi)自動(dòng)化控制領(lǐng)域。在1992 年，奔馳公司首先在他們的高級(jí)轎車(chē)上使用了CAN 技術(shù)。這是CAN 技術(shù)在車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的首次實(shí)際使用。目前，CAN 協(xié)議及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已被全球汽車(chē)廠商普遍接受，成為車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)。在歐洲幾乎每一輛新款汽車(chē)均裝配有CAN 局域網(wǎng)。同樣，CAN 也用于其他類(lèi)型的交通工具，從火車(chē)到輪船或者用于工業(yè)控制。CAN 已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)最重要的總線之一——甚至領(lǐng)導(dǎo)著串行總線。在1999 年，接近6 千萬(wàn)個(gè)CAN 控制器投入應(yīng)用。到了2000 年，全球市場(chǎng)銷(xiāo)售了超過(guò)1 億個(gè)CAN 元器件。 2.2 CAN 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的內(nèi)容和基本原理作為一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議一般應(yīng)符合ISO/OSI 模型，即國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型。但目前廣泛應(yīng)用的許多網(wǎng)絡(luò)協(xié)議并不完全符合這個(gè)模型，CAN 就是這種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。對(duì)照ISO/OSI 模型中的7 層次，CAN 僅明確定義了相當(dāng)于數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的內(nèi)容。圖2 給出它的層次結(jié)構(gòu)。其中對(duì)象層和傳輸層包括所有由ISO/OSI 模型定義的數(shù)據(jù)鏈路層的服務(wù)和功能。 CAN 是一種總線網(wǎng)，一般是采用廉價(jià)的雙絞線作為其傳輸介質(zhì)。一根線為高電位，另一根為反向的低電位，這樣總體對(duì)外電磁輻射相互抵消。 CAN 協(xié)議的報(bào)文傳輸由以下四種不同的幀類(lèi)型所表示和控制： - 數(shù)據(jù)幀：數(shù)據(jù)幀攜帶數(shù)據(jù)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)送器至所有節(jié)點(diǎn)的接收器。 - 遠(yuǎn)程請(qǐng)求幀：總線的一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出遠(yuǎn)程請(qǐng)求幀，請(qǐng)求某個(gè)節(jié)點(diǎn)響應(yīng)具有同一識(shí)別符的數(shù)據(jù)幀。 - 錯(cuò)誤幀：總線上的任何節(jié)點(diǎn)一旦檢測(cè)到總線的錯(cuò)誤就發(fā)出錯(cuò)誤幀。 - 過(guò)載幀：過(guò)載幀用以在先行的和后續(xù)的數(shù)據(jù)幀（或遠(yuǎn)程幀）之間提供一附加的延時(shí)，防止產(chǎn)生接收器過(guò)載。 CAN 協(xié)議在其幀結(jié)構(gòu)中定義了多種校驗(yàn)方式，確保信息傳送的可靠性。信息在網(wǎng)絡(luò)中采用廣播的方式，總線上所有的節(jié)點(diǎn)均先接收到報(bào)文，然后根據(jù)幀結(jié)構(gòu)中的11 位或29 位標(biāo)識(shí)符進(jìn)行識(shí)別，接收所需的信息，屏蔽掉本節(jié)點(diǎn)不需要的信息。在報(bào)文發(fā)送時(shí)是采用內(nèi)容（而不是一般的地址方式）擇優(yōu)的優(yōu)先級(jí)方式，我們稱(chēng)其為載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)，即：CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect）。如果利用一般的CSMA 訪問(wèn)總線，可對(duì)總線上信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，只有當(dāng)總線處于空閑狀態(tài)時(shí)才允許發(fā)送。利用這種方法可以允許多個(gè)節(jié)點(diǎn)掛接到同一網(wǎng)絡(luò)上，但當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)沖突位時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)將重新回到監(jiān)聽(tīng)總線的狀態(tài)，直到該沖突時(shí)間過(guò)后才開(kāi)始發(fā)送。在總線超載的情況下，這種技術(shù)可能會(huì)造成發(fā)送信號(hào)經(jīng)過(guò)許多延遲。為了避免發(fā)送延時(shí)可利用CSMA/CD 方式訪問(wèn)總線：當(dāng)總線上有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行發(fā)送時(shí)，必須通過(guò)無(wú)損的逐位仲裁方法來(lái)使有最高優(yōu)先權(quán)的的報(bào)文優(yōu)先發(fā)送。在CAN 總線上發(fā)送的每一條報(bào)文都具有唯一的一個(gè)11 位或29 位的標(biāo)識(shí)符，CAN 總線狀態(tài)取決于二進(jìn)制數(shù)0 而不是1 ，所以ID 號(hào)越小則該報(bào)文擁有越高的優(yōu)先權(quán)。因此一個(gè)為全0 標(biāo)志符的報(bào)文具有總線上的最高級(jí)優(yōu)先權(quán)?？捎昧硗獾姆椒▉?lái)解釋,在消息沖突的位置第一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送0，而另外的節(jié)點(diǎn)發(fā)送1，那么發(fā)送0 的節(jié)點(diǎn)將取得總線的控制權(quán)，并且能夠成功的發(fā)送出它的信息。這種獨(dú)特的總線爭(zhēng)用方式保證了高優(yōu)先級(jí)報(bào)文的及時(shí)發(fā)送，減少了時(shí)延。在差錯(cuò)處理方面CAN 也有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于一個(gè)幀可以用互不排斥的5 種方式檢查出出錯(cuò)的幀。另外還有一個(gè)計(jì)數(shù)機(jī)制，當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)錯(cuò)誤的次數(shù)滿足一定條件時(shí)，會(huì)被進(jìn)行相應(yīng)的故障處理，以防止出故障的節(jié)點(diǎn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響，保證其他節(jié)點(diǎn)之間的正常通信。 2.3 CAN 協(xié)議適宜于車(chē)載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì) 一個(gè)適宜于汽車(chē)環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議必須滿足許多苛刻的要求，并具有一些獨(dú)特的特性。CAN 具有十分優(yōu)越的特點(diǎn)，這使得絕大多數(shù)的工程師都選擇它作為車(chē)載網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)。這些優(yōu)點(diǎn)包括以下內(nèi)容： (1) 低成本。由于CAN 已經(jīng)成為車(chē)載網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)，這使得相關(guān)元器件的產(chǎn)量很大，從而大大的降低了成本。對(duì)于已經(jīng)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)是十分重要的。 (2) 極高的總線利用率。如前一節(jié)分析的那樣，其發(fā)送沖突解決方案是一種沖突規(guī)避的設(shè)計(jì)方式，減少了信息重發(fā)可能性，從而提高了利用率，對(duì)于發(fā)送優(yōu)先級(jí)高的重要信息尤為如此。 (3) 高速的數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá)1 Mbit/s，完全可滿足汽車(chē)動(dòng)力和懸架等高速系統(tǒng)的傳輸需求。 (4) 可根據(jù)報(bào)文的ID 決定接收或屏蔽該報(bào)文，而不是采用一般的地址方式。方便與網(wǎng)絡(luò)相連的汽車(chē)電器系統(tǒng)的靈活配置。 (5) 可靠的錯(cuò)誤處理和檢錯(cuò)機(jī)制；發(fā)送的信息遭到破壞后可自動(dòng)重發(fā)；節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)退出總線；這些特點(diǎn)都保證了系統(tǒng)極高的可靠性、安全性和健壯性。很明顯，這對(duì)于車(chē)載的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是十分重要的要求。 (6) 報(bào)文幀結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，占用總線時(shí)間短，從而保證了通信很高的實(shí)時(shí)性。 (7) 目前如：Bosch、Philips、Siemens、Delphi、Valeo 等世界上重要的汽車(chē)電器供應(yīng)商已開(kāi)發(fā)出大量成熟的CAN 元器件和嵌入了CAN 接口的電控單元（ECU），這樣可大大的縮短相關(guān)汽車(chē)電器系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)時(shí)間，減少開(kāi)發(fā)成本。 3 CAN 系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始在新型的汽車(chē)上得到了廣泛的實(shí)際應(yīng)用 3.1 CAN 在車(chē)載網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用在CAN 協(xié)議中僅對(duì)網(wǎng)絡(luò)的低層進(jìn)行了具體規(guī)定，其應(yīng)用層協(xié)議并未給出。這樣針對(duì)不同的應(yīng)用，其應(yīng)用層也不盡相同。在汽車(chē)領(lǐng)域，目前存在的多種車(chē)載網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，其側(cè)重的功能也有所不同。為了便于設(shè)計(jì)和使用，SAE（汽車(chē)工程協(xié)會(huì)）將車(chē)載網(wǎng)絡(luò)按傳輸速率的不同劃分為A、B、C 三類(lèi)。其中B 類(lèi)在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO-IS11519-2 中稱(chēng)為低速CAN 網(wǎng)，C 類(lèi)在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO-IS11898 中稱(chēng)為高速CAN 網(wǎng)。: 回答者：網(wǎng)友

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