车载通讯架构 —— 传统车内通讯收集CAN(可靠性为王)

发布日期:2025-12-25 19:00    点击次数:204

车载通讯架构 —— 传统车内通讯收集CAN(可靠性为王)

车载通讯架构 —— 传统车内通讯收集CAN(可靠性为王)我是穿拖鞋的汉子,魔王人中坚合手历久见识的汽车电子工程师。老法则,分享一段心爱的笔墨,幸免我方成为高学问低文化的工程师:“

屏蔽力是信息过载期间一个东说念主的非凡竞争力,任何破钞你的东说念主和事,多看一眼王人是你的诀别。非必要不痛苦阐明我方,无利益不试图劝服别东说念主,是精神上的节能减排。无东说念主问津也好,技不如东说念主也罢,你王人要试着酣畅下来,去作念我方该作念的事.而不是让内心的虚夸、惊恐、烧毁你本就未几的护理和定力。

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著述大体有如下内容:1、CAN 总线简介2、CAN 总线结构3、CAN 总线竞争与仲裁机制4、CAN 总线通讯花样5、CAN FD & CAN XL正文如下:一、CAN 总线简介CAN(Controller Area Network/为止器局域收集总线)是德国博世(BOSCH)公司在1986年开荒的一种串行数据通讯条约, 用于科罚汽车中为止与测试之间的数据交换问题。CAN总线援救散播式为止和及时为止,通过拓扑花样采集为止单位酿成一个竣工系统,在利用中主要用于科罚不同系统之间的通讯问题,依据传输速率不同不错分为能源/高速 CAN(1Mbps, ISO11898)和自得/低速CAN(125kbps,ISO11519)。该总线类型用于科罚汽车中稠密为止器之间的通讯问题。跟着汽车智能化和自动化进程的提高,车载CAN总线一经成为了汽车电子为止系统中的遑急组成部分。车载CAN总线不错杀青多个为止器之间的高速、可靠、及时的数据交换,援救多节点采集,具有低老本、生动性强等特色。它使得汽车里面的各个部件大致相互采集,进行信息的分享和协同就业,从而提高了通盘汽车系统的反应速率和为止精度。二、CAN 总线结构ECU需要CAN接口身手参与CAN通讯,CAN接口由CAN为止器和CAN收发器组成。CAN为止器践诺CAN条约规则的通讯功能, 不错大大削弱主机就业;CAN收发器阐发将CAN为止器采集到物理传输介质即双绞线上。

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imageCAN 收集及节点结构CAN总线的架构主要包括CAN为止器、CAN收发器、数据传输线和终局电阻。其中,CAN为止器阐发判辨来自CAN收发器送来的数据,也将为止器中的数据传送到CAN收发器并发送出去。CAN收发器收受CAN为止器传来的数据滚动为电信号并通过传输线发送,同期经受传输线上的数据给CAN为止器。数据传输线常常选拔两条铜导线酿成的双绞线结构,分为CAN高位数据线和CAN低位数据线,具备有用的抗电磁搅扰功能。为了幸免CAN总线清楚上出现回流风景,总线清楚两头选拔两个电阻阻值为120欧姆的电阻器进行端接。三、CAN 总线竞争与仲裁机制CAN报文数据帧包括帧肇端、仲裁段、为止段、数据段、校验段、应达段和帧收尾段七个部分,完成信息识别、仲裁到校验、应答的竣工传递进程。当多个节点竞争CAN总线的使用权时,通过仲裁段笃定信息传递的先后与优先级。仲裁选拔“线与”机制即 1&0=0:只消总线上有一个节点将总线拉到低电平(逻辑 0)即显性情景,总线就为低电平(逻辑0)即显性情景。而只消统共节点王人为高(隐性),总线才为高,即隐性。即报文的ID值越小,优先级越高,仲裁失败的报文插足“只听”模式。

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image一言以蔽之:CAN总线的竞争与仲裁机制是其中枢性情之一。当多个节点同期尝试在CAN总线上发送数据时,会出现竞争。为了科罚这个问题,CAN总线选拔了一种仲裁机制。CAN总线的仲裁机制是基于标志符的。当两个或更多的节点初始发送音信时,它们最初发送各自的标志符。每个标志符对应一个优先级,标志符数值较低的节点具有更高的优先级。在仲裁进程中,列位按照从高位到低位的法则发送,最初发送的是最高有用位。仲裁进程是这么的:统共思发送数据的节点同期发送数据,如若有一位存在不同则凭据线的“线与”性情笃定该位的值。线上统共开荒王人检测这条线上的电平,如若至少有一个开荒发送的是隐性位而其他开荒发送的王人是显性位,那么总线上的该位最终就会是隐性位。通过这种依次,优先级最高的节点(也等于最初发送出最低位为0的节点)胜出,不错连续发送数据,而其他节点则住手发送并转为收受节点。

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image四、CAN 总线通讯花样CAN选拔多主通讯花样,数据以播送神志发送。统共节点王人不错自主发送和收受其他节点的信息, CAN为止器大多具有凭据ID过滤报文的功能。但因此CAN总线负载率需为止在70%以下,不然低优先级ID的报文发送会产生严重的延时。因此诚然表面上CAN总线最多不错采集110个节点,推行利用中远远够不上这个数目。CAN总线是一种播送类型的总线,统共节点王人将弥远收受统共通讯。它不所以时钟信号来进行同步的,而是通过差分信号的神志进行通讯。CAN总线选拔两条通讯线(双绞线),这两条线共同组成一组差分信号线,通过电压差来传输数据。CAN总线使用半双工通讯花样,即节点在发送数据的同期不可收受其他节点发送的数据。在CAN总线的物理层结构中,有闭环总线和开线总线两种神志。闭环总线合适于高速通讯,其总线最大长度为40米,通讯速率最高位1Mbps。开环总线收集是除名ISO11519-2范例的低速、远距离收集,其最大传输距离为1km,通讯速率为10k~125kbps。此外,CAN总线的每个节点王人有我方的地址,通过在数据帧中编写节点地址来杀青寻址功能。在收受数据时,每个节点王人会将我方的地址与数据帧中的地址进行比拟,如若匹配则收受该数据帧,不然忽略该数据帧。五、CAN FD & CAN XL2011年Bosch发布了CAN FD(Flexible Data-rate)的决策以马虎车辆为止器数目和通讯数据激增产升的新需求。CAN FD优化了通讯带宽和有用数据长度,使得CAN FD的通讯速率可达到5Mbps。主要旨趣为:-> 1、加多报文中有用数据占比,将数据域从 8比特扶助至最大64比特,使得报文中有用数据占比显耀扶助;-> 2、加多总线传输速率。报文肇端时选拔 500Kbps,数据区间选拔2Mbps。而CAN XL数据段援救最大2048字节的数据段,数据段传输速率可高达10Mbps,使得传输速率进一步大幅扶助。

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