CAN-BUS系統

07-06

什么是CAN-BUS
CAN-BUS是汽車神經系統實現數字化，是一個智能化網絡計算平臺，是汽車電子技術發展的一個里程碑。http://www.011315.cn
汽車網絡貫穿整車的每個單元即控制系統、信息系統、駕駛系統和傳感執行系統，通過CAN-BUS進行互聯。實現數據的高實時性；高速的CAN-BUS每毫秒內可以傳送32 字節的有效數據，每個信號接收者從總線上自行讀取其所需的數據。具有極強的抗干擾能力及糾錯能力，最早被美國軍方廣泛應用于導彈、飛機和坦克電子系統的通訊聯絡上。

總線(CAN-BUS)系統
總線系統是一種連接不同的裝置（如電子控制單元）并利用編碼信號傳遞數據的網絡系統。由于編碼技術的應用，能夠以最少的線路連接所有的裝置。其它使用總線系統的原因如下：較少的線路與裝置能減輕重量與節省成本；使系統有更高的可靠度；復雜的功能較容易執行；采用通用傳感器，達到數據共享的目的。

Can-Bus總線技術是“控制器局域網總線技術（Controller Area Network-BUS）”的簡稱，在汽車上，這種總線網絡用于車上各種傳感器數據的傳遞，實現數據共享。

傳統的汽車在機艙和車身內需要埋設大量線束以傳遞傳感器采集的信號，而Can-Bus總線技術的應用可以大量減少車體內線束的數量，線束的減少則降低了故障發生的可能性。
例
現今汽車與傳統車輛的差異

減少這些多余的纜線與不必要的接頭和多余的傳感器，進而降低其故障產生的可能。

總線(CAN-BUS)系統特性
優先權問題。如自動換擋要求減油門，巡航控制同時要求增油，而ASR則要求減油門以維持驅動軸的低扭矩。根據重要程度，則應確定換擋優先，協議能定義各個子系統的優先權順序。
靈活性問題。因為各個子系統都是不同類型的控制系統，網絡應具備將各個子系統有機地融合在一起的能力。
可擴展性。即需要增加新的子系統時，不需要對基本系統作修改。
獨立性。每個子系統都可以獨立工作，某個子系統出現故障時并不影響其他系統的正工作。
為滿足不同控制系統的要求，應具有高的數據傳輸速率帶寬，具有通用的故障診斷接口診斷協議。http://www.011315.cn
車輛狀態共享。如發動機轉速、車速、輪速等數據必須各子系統共享，數據的傳輸及刷新時間取決于各個子系統的特性，并由此決定優先權。

網絡配置

所謂網絡是連接數個裝置并以數字信號交換信息的系統。常見的網絡配置方式如下圖：

信號種類

數據框架一定要能辨別每筆訊息!必須包含如起點、地址、訊息、優先級、終點等信息。

網絡溝通

所有網絡的共通問題就是要避免在同一個時間傳遞數筆數據。

可行的方法是每個ECU都只能使用被允許的某特定的時間來發送訊息. 還有比較好的方式嗎?

網絡通訊方式

同步化

在發送與接收端訊息同步化的過程中，必須去避免因為時間延遲造成的錯誤。

同步化是利用縮短位時間。但如果在正常的位時間結束前發生了變化，同步化有辦法去避免接收錯誤的訊息嗎？

錯誤防范

【同位檢查(Parity Check)】

【加總檢查(Sum Check)】

【循環多余檢查(CyclicRedundancy Check， CRC)】

Mitsubishi 車內之BUS系統

SWS(Smart Wiring System)系統
利用單一路線傳輸多重訊號，可減少車身線束、降低重量并簡化線路及車輛結構。

ETACS-ECU、前ECU、柱開關(內含ECU)、電動窗主開關等，共同結合成一共用傳輸回路，傳送或接收多重訊號。

SWS信號

系統結構
CAN的高低電位差不會因噪聲的干擾而變化

CAN信號

CAN資料傳輸
CAN網絡上任意一個節點可在任何時候向網絡上的其他節點發送信息而不分主從。網絡上的節點可分為不通優先級。

當兩個節點(即子系統)同時向網絡上傳遞信息時，優先級低的停止數據發送，而優先級高的節點可不受影響地繼續傳送數據。具有點對點、一點對多點及全局廣播接收傳送數據的功能。

連接管理
主要對節點之間連接的建立和關閉，數據的傳送進行管理。

5種幀結構:發送請求幀、發送清除幀、結束應答幀、連接失敗幀以及用來全局接收的廣播幀。http://www.011315.cn

節點之間的連接通過一個節點向目的地址發送一個發送請求幀而建立。在接收發送請求幀以后，節點如果有足夠的空間來接收數據并且數據有效，則發送一個發送清除幀，開始數據的傳送。如果存儲空間不夠或者數據無效等原因，節點需要拒絕連接，則發送連接失敗幀，連接關閉。如果數據接收全部完成。則節點發送一個結束應答幀，連接關閉。http://www.011315.cn

CAN資料框架