现场工业总线CAN的初识

一.CAN总线初探

1.CAN总线的发展。

        Controller Area Network==就是我们常说的CAN总线。CAN总线作为现场总线（Fieldbus）的一种，诞生于1986年的2月，由博世（Bosch）公司在底特律的SAE大会上推出。当时被称为“汽车串行控制器局域网“。该总线诞生的目的之一是解决在汽车中日益增加的电缆数量；更重要的是作为一种具有载波检测的仲裁机制，能够保证优先级高的报文被无时延的传输，保证了汽车之间通信的实时性；而且其还摒弃了一般串行总线的单个中央总线主控机制，实现了多主结构。最初的CAN只定义了OSI互连参考模型中的物理层以及数据链路层，随着时间的检验，CAN总线不仅在汽车及交通业，在制造业自动化，铁路自动化，楼宇自动化领域已经独领风骚，针对CAN总线的应用层协议也陆陆续续的出现了。

 

 

    在20世纪90年代早期，博世CAN规范（CAN2.0）被提交给国际标准化组织，1993年十一月发布了CAN的国际标准ISO11898.

 

2.CAN总线标准化。

    CAN总线的国际标准化组织ISO11898文件的内容主要包含了五个部分：

    1.数据链路层以及物理信令。这个部分介绍了相关的术语和定义以及CAN的基本感念，并主要针对CAN协议所实现的数据链路层以及物理层所提供的的服务原语以及语意进行定义，CAN总线的分层结构见下图。

    

    2.高速通信的MAU.这部分定义了CAN总线上的速率上升到1Mbit/s的介质访问单元和一些和一些媒体相关接口（MDI）特征。内容包括差分信号的电压值，以及阻值和容值。

    

    3.明确速度在40kbit/s到125kbit/s的CAN通信特征及错误诊断恢复机制以及相应的媒体接口。这部分主要包含了MDI的说明，物理层错误定义以及PMA.

    4.时间触发的通信机制。ISO 11898的这一部分规定了控制器局域网（CAN）中的时间触发通信：支持分布式实时控制和多路复用的串行通信协议。讲述了CAN控制器在数据链路层之上，实现实时通信的细节。

    5.在低电压模式下的高速通信MAU。这一部分作为ISO11898-2的补充，为了跟具有当总线没有数据时进入低电压模式的总线系统做兼容。所有物理层的实现都是遵从ISO11898-2的。

    除了ISO对CAN总线的相关协议描述，BOSCH公司发布的《CAN Specification Version 2.0》对CAN总线也做出了全面的介绍，中文版的《CAN－bus 规范V2.0 版本》对了解CAN总线也会起到很大帮助。

    下一期我们针对具体的基于CAN的嵌入式产品，来说一下开发中的过程以及会遇到的问题和选择。