车载网络与总线汇总
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• • • • 汽车总线技术的产生
汽车总线分类
专用总线 总线发展前景
百度文库
第一节 车载总线技术概述
第一节 车载总线技术概述
第一节 车载总线技术概述
第一节 车载总线技术概述
第一节 车载总线技术概述
第一节 车载总线技术概述
第一节 车载总线技术概述
多媒体定向传输网络系统( Media Oriented System Transport)
CAN总线技术规范
• 物理联接
CAN总线技术规范
• 基本概念
– 报文 – 信息路由 – 位速率 – 优先权 – 远程数据请求 – 多主机 – 仲裁 – 安全性 – 错误标定和恢复时间 – 故障界定 – 连接 – 单通道 – 总线值 – 应答 – 睡眠模式 – 振荡器容差
CAN总线技术规范
• 基本概念
• CAN总线硬件构成
第二节 CAN总线介绍
• CAN总线的位数值与通讯距离
– – – – 显性0、隐性1 使用非屏蔽的双绞线（Unshielded Twisted Pair,UTP）。 CAN_HIGH: 隐性为2.5V，显性为3.5V CAN_LOW : 隐性为2.5V，显性为1.5V
电压V
隐性位
2
4
5
1
1. Kanal A 和 Kanal B的零线。 2. CAN-High的隐性电压电位大约为 2,6 V (逻辑值 1). 3. CAN-High的显性电压电位大约为 3.8V (逻辑值 0). 4. CAN-Low的隐性电压电位大约为 2,4V (逻辑值 1). 5. CAN-Low的显性电压电位大约为 1.2 V (逻辑值 0).
CAN总线技术规范
• 基本概念
– 多主机
• 总线空闲时，任何单元都可以开始传送报文。具有较高优先权 报文的单元可以获得总线访问权。
– 仲裁
• 只要总线空闲，任何单元都可以开始发送报文。如果2 个或2 个以上的单元同时开始传送报文，那么就会有总线访问冲突。 通过使用识别符的位形式仲裁可以解决这个冲突。仲裁的机制 确保信息和时间均不会损失。当具有相同识别符的数据帧和远 程帧同时初始化时，数据帧优先于远程帧。仲裁期间，每一个 发送器都对发送位的电平与被监控的总线电平进行比较。如果 电平相同，则这个单元可以继续发送。如果发送的是一“隐性” 电平而监控视到一“显性”电平（见总线值），那么该单元就 失去了仲裁，必须退出发送状态。
– 数据桢
– 远程桢
– 错误检测与错误桢
• 位定时与同步 • 物理连接
CAN总线技术规范
• CAN的桢格式
CAN总线技术规范
• CAN的桢格式
CAN总线技术规范
• CAN标准 • 通讯机制 • CAN的桢格式
– 数据桢 – 远程桢
– 错误检测与错误桢 • 位定时与同步 • 物理连接
CAN总线技术规范
第一节 车载总线技术概述
第一节 车载总线技术概述
• • • • 汽车总线技术的产生 汽车总线分类
专用总线
总线发展前景
第一节 车载总线技术概述
• 专用总线
– 故障诊断总线
故障诊断是现代汽车必不可少的一项功能，其目的主要是为了满足 OBDⅡ（ON Board Diagnose）、OBDⅢ或E-OBD（European-On Board Diagnose）标准。目前，许多汽车生产厂商都采用ISO14230 （Keyword Protocol 2000）作为诊断系统的通信标准。
CAN总线技术规范
• 基本概念
– 安全性
• 为了获得最安全的数据发送，CAN 的每一个节点均 采取了强有力的措施以进行错误检测、错误标定及 错误自检。
– 错误标定和恢复时间
• 任何检测到错误的节点会标志出已损坏的报文。此 报文会失效并将自动地开始重新传送。如果不再出 现新错误的话，从检测到错误到下一报文的传送开 始为止，恢复时间最多为29 个位的时间。
第二节 CAN总线介绍
• CAN总线的特点
– 低成本 – 极高的总线利用率 – 很远的数据传输距离 – 高速的数据传输速率 – 根据ID决定是否发送/接收报文 – 可靠的错误处理和检错机制 – 自动重发 – 自动退出总线 – 平等的节点设置
第二节 CAN总线介绍
• CAN总线硬件构成
第二节 CAN总线介绍
• CAN标准
• 通讯机制
• CAN的桢格式
– 数据桢 – 远程桢 – 错误检测与错误桢
• 位定时与同步 • 物理连接
CAN总线技术规范
• 通讯机制
CAN总线技术规范
• 通讯机制
CAN总线技术规范
• 通讯机制
CAN总线技术规范
• 通讯机制
CAN总线技术规范
• 通讯机制
CAN总线技术规范
• 通讯机制
电位
显性 隐性
U CAN-High – 对地 U CAN-Low – 对地 电压差
3,8 V (3,5 V) 2,6 V (2,5 V) 1,2 V (1,5 V) 2,4 V (2,5 V) 2,6 V (2,5 V) 0,2 V (0 V)
CAN总线技术规范
CAN总线技术规范
CAN总线技术规范
车载网络与总线
第一节 车载总线技术概述
• • • • 汽车总线技术的产生 汽车总线分类 专用总线 总线发展前景
第一节 车载总线技术概述
• 汽车总线技术的产生
– 汽车的电气系统 – 汽车的电线束 – 汽车控制系统 – 总线种类：CAN、LIN、MOST等等
CAN在汽车中的应用状况
第一节 车载总线技术概述
– 报文
• 总线上的信息总线上的信息以不同的固定报文格式 发送，但长度受限。当总线空闲时任何连接的单元 都可以开始发送新的报文。
CAN总线技术规范
• 基本概念
– 信息路由
• 在CAN 系统里，节点不使用任何关于系统配置的 信息（比如，站地址）。 • 以下是几个重要的概念。
1. ������ 系统灵活性：不需要改变任何节点的应用层及相关的软件 或硬件，就可以在CAN 网络中直接添加节点。 2. ������ 报文路由：报文的内容由识别符命名。识别符不指出报文 的目的地，但解释数据的含义。因此，网络上所有的节点可以 通过报文滤波确定是否应对该数据做出反应。 3. ������ 多播：由于引入了报文滤波的概念，任何数目的节点都可 以接收报文，并同时对此报文做出反应。 4. ������ 数据连贯性：在CAN 网络内，可以确保报文同时被所有的 节点接收（或同时不被接收）。因此，系统的数据连贯性是通 过多播和错误处理的原理实现的。
• 总线发展前景
第二节 CAN总线介绍
• • • • • • CAN总线的发展历程 CAN总线的特点 CAN总线硬件构成 CAN总线的位数值表示与通讯距离 CAN总线的技术规范 CAN总线的高层协议
第二节 CAN总线介绍
• CAN总线发展历程
– 发展历程
• 是20世纪80年代初德国Bosch公司为解决现代汽车中众多控制 单元、测试仪器之间的实时数据交换而开发的一种串行通信协 议 • 1983年，Bosch开始研究车上网络技术 • 1986年，Bosch在SAE大会公布CAN协议 • 1987年，Intel和Philips先后推出CAN控制器芯片 • 1991年，Bosch颁布CAN 2.0技术规范，CAN2.0包括A和B两 个部分 • 1991年，CAN总线最先在Benz S系列轿车上实现 • 1993年，ISO颁布CAN国际标准ISO-11898 • 1994年，SAE颁布基于CAN的J1939标准 • 2003年，Maybach发布带76个ECU的新车型（CAN，LIN， MOST） • 2003年，VW发布带35个ECU的新型Golf • ……
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• CAN标准 • 通讯机制 • CAN的桢格式
– 数据桢 – 远程桢 – 错误检测与错误桢
• 位定时与同步
• 物理连接
CAN总线技术规范
• 物理联接
CAN总线技术规范
• 物理联接
CAN总线技术规范
• 物理联接
– 远程桢 – 错误检测与错误桢
• 位定时与同步 • 物理连接
CAN总线技术规范
• CAN的桢格式
CAN总线技术规范
• 数据桢
CAN总线技术规范
• 数据桢
CAN总线技术规范
• 数据桢
CAN总线技术规范
• 数据桢
CAN总线技术规范
• 数据桢
CAN总线技术规范
• 数据桢
CAN总线技术规范
如： 美国J1850、J2480； 欧洲ISO9141（K线）、ISO14230
– 安全总线
安全总线主要用于安全气囊系统，以连接加速度计、安全传感器 等装置，为被动安全提供保障。
第一节 车载总线技术概述
• • • • 汽车总线技术的产生 汽车总线分类 专用总线
总线发展前景
第一节 车载总线技术概述
第二部分 CAN总线技术规范
CAN总线技术规范
• CAN标准 • 通讯机制 • CAN的桢格式
– 数据桢 – 远程桢 – 错误检测与错误桢
• 位定时与同步 • 物理连接
CAN总线技术规范
CAN总线技术规范
第六章 CAN总线技术规范
CAN总线技术规范
3
Dominant Rezessiv
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• CAN的桢格式
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• CAN的桢格式
CAN总线技术规范
• CAN的桢格式
CAN总线技术规范
• CAN标准 • 通讯机制 • CAN的桢格式
– 数据桢 – 远程桢 – 错误检测与错误桢
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 基本概念
– 位速率
• 不同的系统，CAN 的速度不同。在一给定的系统里， 位速率是唯一的，并且是固定的。
– 优先权
• 在总线访问期间，识别符定义一静态的报文优先权。
– 远程数据请求
• 通过发送远程帧，需要数据的节点可以请求另一节 点发送相应的数据帧。数据帧和相应的远程帧是由 相同的识别符（IDENTIFIER）命名的。
• 数据桢
CAN总线技术规范
• 数据桢
CAN总线技术规范
• 数据桢
CAN总线技术规范
• 数据桢
CAN总线技术规范
• 数据桢
CAN总线技术规范
• 数据桢
CAN总线技术规范
• 数据桢
CAN总线技术规范
• 数据桢
– 位填充区域
CAN总线技术规范
• CAN标准 • 通讯机制 • CAN的桢格式
• 位定时与同步
• 物理连接
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
第六章 CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
显性位
隐性位 时间t
第二节 CAN总线介绍
• CAN总线的技术规范
– 是设计CAN应用系统的基本依据 – CAN2.0A和CAN2.0B – 对应用者的要求
• 基本结构 • 概念 • 规则
第二节 CAN总线介绍
• CAN总线的应用层协议（高层协议）
– – – – 基于应用环境 CAL和OSEK J1939 工业应用CANopen、DeviceNet、SDS
CAN总线技术规范
• 通讯机制
CAN总线技术规范
• CAN标准 • 通讯机制
• CAN的桢格式
– 数据桢 – 远程桢 – 错误检测与错误桢
• 位定时与同步 • 物理连接
CAN总线技术规范
• CAN的桢格式
CAN总线技术规范
• CAN的桢格式
CAN总线技术规范
• CAN标准 • 通讯机制 • CAN的桢格式 – 数据桢
CAN总线技术规范
• 基本概念
– 故障界定
• CAN 节点能够把永久故障和短暂扰动区分开来。永 久故障的节点会被关闭。
– 连接
• CAN 串行通讯链路是可以连接许多单元的总线。理 论上，可连接无数多的单元。但由于实际上受延迟 时间以及/或者总线线路上电气负载的影响，连接单 元的数量是有限的。
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
汽车总线分类
专用总线 总线发展前景
百度文库
第一节 车载总线技术概述
第一节 车载总线技术概述
第一节 车载总线技术概述
第一节 车载总线技术概述
第一节 车载总线技术概述
第一节 车载总线技术概述
第一节 车载总线技术概述
多媒体定向传输网络系统( Media Oriented System Transport)
CAN总线技术规范
• 物理联接
CAN总线技术规范
• 基本概念
– 报文 – 信息路由 – 位速率 – 优先权 – 远程数据请求 – 多主机 – 仲裁 – 安全性 – 错误标定和恢复时间 – 故障界定 – 连接 – 单通道 – 总线值 – 应答 – 睡眠模式 – 振荡器容差
CAN总线技术规范
• 基本概念
• CAN总线硬件构成
第二节 CAN总线介绍
• CAN总线的位数值与通讯距离
– – – – 显性0、隐性1 使用非屏蔽的双绞线（Unshielded Twisted Pair,UTP）。 CAN_HIGH: 隐性为2.5V，显性为3.5V CAN_LOW : 隐性为2.5V，显性为1.5V
电压V
隐性位
2
4
5
1
1. Kanal A 和 Kanal B的零线。 2. CAN-High的隐性电压电位大约为 2,6 V (逻辑值 1). 3. CAN-High的显性电压电位大约为 3.8V (逻辑值 0). 4. CAN-Low的隐性电压电位大约为 2,4V (逻辑值 1). 5. CAN-Low的显性电压电位大约为 1.2 V (逻辑值 0).
CAN总线技术规范
• 基本概念
– 多主机
• 总线空闲时，任何单元都可以开始传送报文。具有较高优先权 报文的单元可以获得总线访问权。
– 仲裁
• 只要总线空闲，任何单元都可以开始发送报文。如果2 个或2 个以上的单元同时开始传送报文，那么就会有总线访问冲突。 通过使用识别符的位形式仲裁可以解决这个冲突。仲裁的机制 确保信息和时间均不会损失。当具有相同识别符的数据帧和远 程帧同时初始化时，数据帧优先于远程帧。仲裁期间，每一个 发送器都对发送位的电平与被监控的总线电平进行比较。如果 电平相同，则这个单元可以继续发送。如果发送的是一“隐性” 电平而监控视到一“显性”电平（见总线值），那么该单元就 失去了仲裁，必须退出发送状态。
– 数据桢
– 远程桢
– 错误检测与错误桢
• 位定时与同步 • 物理连接
CAN总线技术规范
• CAN的桢格式
CAN总线技术规范
• CAN的桢格式
CAN总线技术规范
• CAN标准 • 通讯机制 • CAN的桢格式
– 数据桢 – 远程桢
– 错误检测与错误桢 • 位定时与同步 • 物理连接
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第一节 车载总线技术概述
第一节 车载总线技术概述
• • • • 汽车总线技术的产生 汽车总线分类
专用总线
总线发展前景
第一节 车载总线技术概述
• 专用总线
– 故障诊断总线
故障诊断是现代汽车必不可少的一项功能，其目的主要是为了满足 OBDⅡ（ON Board Diagnose）、OBDⅢ或E-OBD（European-On Board Diagnose）标准。目前，许多汽车生产厂商都采用ISO14230 （Keyword Protocol 2000）作为诊断系统的通信标准。
CAN总线技术规范
• 基本概念
– 安全性
• 为了获得最安全的数据发送，CAN 的每一个节点均 采取了强有力的措施以进行错误检测、错误标定及 错误自检。
– 错误标定和恢复时间
• 任何检测到错误的节点会标志出已损坏的报文。此 报文会失效并将自动地开始重新传送。如果不再出 现新错误的话，从检测到错误到下一报文的传送开 始为止，恢复时间最多为29 个位的时间。
第二节 CAN总线介绍
• CAN总线的特点
– 低成本 – 极高的总线利用率 – 很远的数据传输距离 – 高速的数据传输速率 – 根据ID决定是否发送/接收报文 – 可靠的错误处理和检错机制 – 自动重发 – 自动退出总线 – 平等的节点设置
第二节 CAN总线介绍
• CAN总线硬件构成
第二节 CAN总线介绍
• CAN标准
• 通讯机制
• CAN的桢格式
– 数据桢 – 远程桢 – 错误检测与错误桢
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CAN总线技术规范
• 通讯机制
CAN总线技术规范
• 通讯机制
CAN总线技术规范
• 通讯机制
CAN总线技术规范
• 通讯机制
CAN总线技术规范
• 通讯机制
CAN总线技术规范
• 通讯机制
电位
显性 隐性
U CAN-High – 对地 U CAN-Low – 对地 电压差
3,8 V (3,5 V) 2,6 V (2,5 V) 1,2 V (1,5 V) 2,4 V (2,5 V) 2,6 V (2,5 V) 0,2 V (0 V)
CAN总线技术规范
CAN总线技术规范
CAN总线技术规范
车载网络与总线
第一节 车载总线技术概述
• • • • 汽车总线技术的产生 汽车总线分类 专用总线 总线发展前景
第一节 车载总线技术概述
• 汽车总线技术的产生
– 汽车的电气系统 – 汽车的电线束 – 汽车控制系统 – 总线种类：CAN、LIN、MOST等等
CAN在汽车中的应用状况
第一节 车载总线技术概述
– 报文
• 总线上的信息总线上的信息以不同的固定报文格式 发送，但长度受限。当总线空闲时任何连接的单元 都可以开始发送新的报文。
CAN总线技术规范
• 基本概念
– 信息路由
• 在CAN 系统里，节点不使用任何关于系统配置的 信息（比如，站地址）。 • 以下是几个重要的概念。
1. ������ 系统灵活性：不需要改变任何节点的应用层及相关的软件 或硬件，就可以在CAN 网络中直接添加节点。 2. ������ 报文路由：报文的内容由识别符命名。识别符不指出报文 的目的地，但解释数据的含义。因此，网络上所有的节点可以 通过报文滤波确定是否应对该数据做出反应。 3. ������ 多播：由于引入了报文滤波的概念，任何数目的节点都可 以接收报文，并同时对此报文做出反应。 4. ������ 数据连贯性：在CAN 网络内，可以确保报文同时被所有的 节点接收（或同时不被接收）。因此，系统的数据连贯性是通 过多播和错误处理的原理实现的。
• 总线发展前景
第二节 CAN总线介绍
• • • • • • CAN总线的发展历程 CAN总线的特点 CAN总线硬件构成 CAN总线的位数值表示与通讯距离 CAN总线的技术规范 CAN总线的高层协议
第二节 CAN总线介绍
• CAN总线发展历程
– 发展历程
• 是20世纪80年代初德国Bosch公司为解决现代汽车中众多控制 单元、测试仪器之间的实时数据交换而开发的一种串行通信协 议 • 1983年，Bosch开始研究车上网络技术 • 1986年，Bosch在SAE大会公布CAN协议 • 1987年，Intel和Philips先后推出CAN控制器芯片 • 1991年，Bosch颁布CAN 2.0技术规范，CAN2.0包括A和B两 个部分 • 1991年，CAN总线最先在Benz S系列轿车上实现 • 1993年，ISO颁布CAN国际标准ISO-11898 • 1994年，SAE颁布基于CAN的J1939标准 • 2003年，Maybach发布带76个ECU的新车型（CAN，LIN， MOST） • 2003年，VW发布带35个ECU的新型Golf • ……
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• CAN标准 • 通讯机制 • CAN的桢格式
– 数据桢 – 远程桢 – 错误检测与错误桢
• 位定时与同步
• 物理连接
CAN总线技术规范
• 物理联接
CAN总线技术规范
• 物理联接
CAN总线技术规范
• 物理联接
– 远程桢 – 错误检测与错误桢
• 位定时与同步 • 物理连接
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• CAN的桢格式
CAN总线技术规范
• 数据桢
CAN总线技术规范
• 数据桢
CAN总线技术规范
• 数据桢
CAN总线技术规范
• 数据桢
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• 数据桢
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• 数据桢
CAN总线技术规范
如： 美国J1850、J2480； 欧洲ISO9141（K线）、ISO14230
– 安全总线
安全总线主要用于安全气囊系统，以连接加速度计、安全传感器 等装置，为被动安全提供保障。
第一节 车载总线技术概述
• • • • 汽车总线技术的产生 汽车总线分类 专用总线
总线发展前景
第一节 车载总线技术概述
第二部分 CAN总线技术规范
CAN总线技术规范
• CAN标准 • 通讯机制 • CAN的桢格式
– 数据桢 – 远程桢 – 错误检测与错误桢
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CAN总线技术规范
第六章 CAN总线技术规范
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3
Dominant Rezessiv
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• 错误检测与错误桢
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• CAN的桢格式
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• 错误检测与错误桢
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• CAN的桢格式
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• CAN的桢格式
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• CAN标准 • 通讯机制 • CAN的桢格式
– 数据桢 – 远程桢 – 错误检测与错误桢
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
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• 位定时与同步
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CAN总线技术规范
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CAN总线技术规范
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• 基本概念
– 位速率
• 不同的系统，CAN 的速度不同。在一给定的系统里， 位速率是唯一的，并且是固定的。
– 优先权
• 在总线访问期间，识别符定义一静态的报文优先权。
– 远程数据请求
• 通过发送远程帧，需要数据的节点可以请求另一节 点发送相应的数据帧。数据帧和相应的远程帧是由 相同的识别符（IDENTIFIER）命名的。
• 数据桢
CAN总线技术规范
• 数据桢
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• 数据桢
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• 数据桢
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• 数据桢
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• 数据桢
– 位填充区域
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• 物理连接
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• 位定时与同步
第六章 CAN总线技术规范
• 位定时与同步
CAN总线技术规范
• 位定时与同步
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• 位定时与同步
CAN总线技术规范
显性位
隐性位 时间t
第二节 CAN总线介绍
• CAN总线的技术规范
– 是设计CAN应用系统的基本依据 – CAN2.0A和CAN2.0B – 对应用者的要求
• 基本结构 • 概念 • 规则
第二节 CAN总线介绍
• CAN总线的应用层协议（高层协议）
– – – – 基于应用环境 CAL和OSEK J1939 工业应用CANopen、DeviceNet、SDS
CAN总线技术规范
• 通讯机制
CAN总线技术规范
• CAN标准 • 通讯机制
• CAN的桢格式
– 数据桢 – 远程桢 – 错误检测与错误桢
• 位定时与同步 • 物理连接
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• CAN的桢格式
CAN总线技术规范
• CAN的桢格式
CAN总线技术规范
• CAN标准 • 通讯机制 • CAN的桢格式 – 数据桢
CAN总线技术规范
• 基本概念
– 故障界定
• CAN 节点能够把永久故障和短暂扰动区分开来。永 久故障的节点会被关闭。
– 连接
• CAN 串行通讯链路是可以连接许多单元的总线。理 论上，可连接无数多的单元。但由于实际上受延迟 时间以及/或者总线线路上电气负载的影响，连接单 元的数量是有限的。
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢
CAN总线技术规范
• 错误检测与错误桢