控制器局域網(wǎng)是德國Bosch公司在1986年為解決現(xiàn)代汽車中眾多測量控制部件之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的。一個(gè)由CAN總線構(gòu)成的單一網(wǎng)絡(luò)中,理論上可以掛接無數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用中,節(jié)點(diǎn)數(shù)目受網(wǎng)絡(luò)硬件的電氣特性所限制。例如,當(dāng)使用Philips P82C250作為CAN收發(fā)器時(shí),同一網(wǎng)絡(luò)中允許掛接110個(gè)節(jié)點(diǎn)。CAN可提供高達(dá)1Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率,這使實(shí)時(shí)控制變得非常容易。另外,硬件的錯(cuò)誤檢定特性也增強(qiáng)了CAN的抗電磁干擾能力。
控制器局域網(wǎng)的主要技術(shù)特點(diǎn)有以下幾點(diǎn):
1.CAN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)信息具有不同的優(yōu)先級,可滿足對實(shí)時(shí)性的不同要求,高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)最多可在134微秒內(nèi)得到傳輸。
2.CAN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)不分主從,任一節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息,通信方式靈活,利用這一特點(diǎn)可方便地構(gòu)成多機(jī)備份系統(tǒng)。
3.CAN只需通過報(bào)文濾波即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)、一點(diǎn)對多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式傳送接收數(shù)據(jù),無需專門的“調(diào)度”。
4.CAN采用非破壞性總線仲裁技術(shù),當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送信息時(shí),優(yōu)先級較低的節(jié)點(diǎn)會主動地退出發(fā)送,而最高優(yōu)先級的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù),從而節(jié)省了總線沖突的仲裁時(shí)間。
5.CAN采用短幀結(jié)構(gòu),傳輸時(shí)間短,受干擾概率低,具有良好的檢錯(cuò)效果。
6.CAN上的節(jié)點(diǎn)數(shù)主要決定于總線驅(qū)動電路,目前可達(dá)110個(gè);報(bào)文標(biāo)識符可達(dá)2032種(CAN2.0A),而擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)(CAN2.0B)的報(bào)文標(biāo)識符幾乎不受限制。
7.CAN的直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km(速率5kbps以下);通信速率最高可達(dá)1Mbps(此時(shí)通信距離最長為40m)。
9.節(jié)點(diǎn)中均有錯(cuò)誤檢測、標(biāo)定和自檢能力。檢錯(cuò)的措施包括:發(fā)送自檢、循環(huán)冗余校驗(yàn)、位填充和報(bào)文格式檢查等。保證了低出錯(cuò)率。
10.CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動關(guān)閉輸出功能,以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響。
11.CAN的通信介質(zhì)可為雙絞線、同軸電纜或光纖,選擇靈活。
12.CAN器件可被置于無任何內(nèi)部活動的睡眠方式,相當(dāng)于未連接到總線驅(qū)動器。這樣可降低系統(tǒng)功耗。其睡眠狀態(tài)可借助總線激活或者系統(tǒng)的內(nèi)部條件被喚醒。