车载网络及信息技术(课件) 第二章 控制器局域网
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《汽车车载网络技术详解 第2版》课件 第3章 常用车载网络系统的结构与原理
lan用于汽车与can相似主要是为了方便车载各电控单元间进行的各种数据交换以达到对汽车性能的精确高速控制减少配线的目的1lan的传输介质最常见的lan的类型是采用同轴电缆的总线型树形网络当然也可以选择采用双绞线同轴电缆甚至光纤的环形网
汽车检修技能提高教程从书
汽车车载网络 技术详解
目录
前言 第1章 车载网络系统基础知识 第2章 CAN总线传输系统 第3章 常用车载网络系统的结构与原理 第4章 光学总线系统 第5章 以太网与FlexRay总线 第6章 丰田汽车多路传输系统 第7章 奥迪大众车系车载网络系统 第8章 通用车系车载网络系统 第9章 本田多路集成控制系统 第10章 汽车车载网络系统检修
VAN互补数据对干扰的消除
2．电压水平
VAN互补数据对的信号形式
示波器显示的VAN信号
互补数据对形式的VAN信号
VAN信号接收-传输电路
VAN信号的接收过程
VAN信号的传输过程
3．诊断
VAN的物理层具备容错能力，因为它有3个共 用模式的比较器。这3个比较器用来将DATA 和DATAB与参照电压进行比较，以确定是否 存在故障
VAN入口的3个比较器
4．休眠/唤醒 VAN的物理层管理VAN数据总线的休眠/唤醒机制，为了实现这 种机制，VAN数据总线的线路接口提供3个主要接头以便完成以 下功能：
①主导由顾客操作引起的网络唤醒（例如：车辆解锁）；
②检测由另一个电脑造成的网络唤醒和允许正常功能运行；
③车辆从休眠状态解除情况下再次转入休眠状态。
9．VAN数据总线系统签收回复
VAN数据总线系统的签收回复是由数据发送 者激活和实现的。如果最后一个请求与一个 确切的电控单元相连接（“点对点”模式）， 它将激活签收回复命令。
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汽车车载网络 技术详解
目录
前言 第1章 车载网络系统基础知识 第2章 CAN总线传输系统 第3章 常用车载网络系统的结构与原理 第4章 光学总线系统 第5章 以太网与FlexRay总线 第6章 丰田汽车多路传输系统 第7章 奥迪大众车系车载网络系统 第8章 通用车系车载网络系统 第9章 本田多路集成控制系统 第10章 汽车车载网络系统检修
VAN互补数据对干扰的消除
2．电压水平
VAN互补数据对的信号形式
示波器显示的VAN信号
互补数据对形式的VAN信号
VAN信号接收-传输电路
VAN信号的接收过程
VAN信号的传输过程
3．诊断
VAN的物理层具备容错能力，因为它有3个共 用模式的比较器。这3个比较器用来将DATA 和DATAB与参照电压进行比较，以确定是否 存在故障
VAN入口的3个比较器
4．休眠/唤醒 VAN的物理层管理VAN数据总线的休眠/唤醒机制，为了实现这 种机制，VAN数据总线的线路接口提供3个主要接头以便完成以 下功能：
①主导由顾客操作引起的网络唤醒（例如：车辆解锁）；
②检测由另一个电脑造成的网络唤醒和允许正常功能运行；
③车辆从休眠状态解除情况下再次转入休眠状态。
9．VAN数据总线系统签收回复
VAN数据总线系统的签收回复是由数据发送 者激活和实现的。如果最后一个请求与一个 确切的电控单元相连接（“点对点”模式）， 它将激活签收回复命令。
车载网络系统(汽车电子控制技术)
4）诊断系统总线协议标准是为了满足OBDⅡ（ON Board Diagnose）、OBD Ⅲ或E-OBD（European-On Board Diagnose）标准。
5）多媒体系统总线协议标准分为三种类型，分别是低速、高 速和无线，对应SAE的分类相应为：IDB-C（Intelligent Data BUS-CAN）、IDB-M（Multimedia）和IDB-Wireless。
数据总线原则上用一条导线就足以满足功能要求了，但通常 总线系统上还是配备了第二条导线，信号在第二条导线上按相 反顺序传送的，可有效抑制外部干扰。
10.2 控制器局域网
10.2.1 CAN的基本知识
1.CAN工作原理
当CAN 总线上的一个节点发送数据时，它以报 文形式广播给网络中所有节点，对每个节点来说， 无论数据是否是发给自己的，都对其进行接收， 每组报文开头的11位字符为标识符 （CAN2.0A），定义了报文的优先级，这种报文 格式称为面向内容的编址方案。在同一系统中标 识符是唯一的，不可能有两个节点发送具有相同 标识符的报文。当一个节点要向其它节点发送数 据时，该节点的CPU 将要发送的数据和自己的标 识符传送给本节点的CAN芯片，并处于准备状态， 当它收到总线分配时，转为发送报文状态。
（10）车载网络传 输的基本原理 车载 网络系统由多个控制 单元组成，控制单元 通过收发器（发射/ 接收放大器）并联在 总线导线上，所有控 制单元的地位均相同， 也称之为多主机结构， 如图10-4所示，数 据交换是按顺序连续 完成的。
图10-4 车载CAN网络系统的总线连接图
数据总线是车内电子装置中的一个独立系统，用于在连接的 控制单元之间进行数据交换，如果数据传输总线系统出现故障， 故障就会存入相应的控制单元故障存储器内，可以用诊断仪读 出这些故障。控制单元拥有自诊断功能，通过自诊断功能，还 可识别出与数据传输总线相关的故障。诊断仪读出数据传输总 线故障记录后，可按这些数据准确地查寻故障，控制单元内的 故障记录用于初步确定故障，还可用于读出排除故障后的无故 障说明。
CAN总线传输原理
• 在接收过程中，这些电压值经收发器又转换成比 特流，再经RX线(接收线)传至控制单元，控制单 元将这些二进制连续值转换成信息。
• 每个控制单元均可接收发送出的信息。这种原理 称为广播。
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2．1．1 信息交换
第13页/共41页
第2章 CAN总线传输原理
• 2．1．2 功能元件
• 1．控制单元
• 基本车载网络系统由多个控制单元组成，这些控制单元通 过收发器(发射一接收放大器)并联在总线导线上，所有控 制单元的地位均相同，没有哪个控制单元有特权。称为多 主机结构。
• 数据传输总线采用一条导线或二条导线 ，第二条导线上 传输信号与第一条导线上的传输信号成镜像关系，这样可 有效抑制外部干扰。
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过监控层内的CRC校验（“循环冗余码校验” ）和数来确定 是否有传递错误。如果确定无传递错误，那么连接的所有装 置会给发射器一个确认回答（ACK ）。 • (3)信息接受 • 己接收到的正确信息会到达相关数据传输总线构件的接受区。 在那里来决定该信息是否用于完成各控制单元的功能。如果 不是，该信息就被拒收。如果是，该信息就会进入相应的接 收邮箱。 • 组合仪表调出该信息并将相应的值复制到它的输入存储器内。 在组合仪表内，转速经微控制器处理后控制转速表显示相应 的转速。
第2章 CAN总线传输原理
• 2．1．1 信息交换
• 用于交换的数据称为信息，每个控制单元均可发 送和接收信息。二进制数据流也称为比特流。
•线(发送线)到达收发器(放大 器)，收发器将比特流转化成相应的电压值，最后 这些电压值按时间顺序依次被传送到数据传输总 线的导线上。
• 2)该转速值就被复制到发动机控制单元的发送存储器内。 • 3)该信息从发送存储器进入数据传输总线构件的发送邮
• 每个控制单元均可接收发送出的信息。这种原理 称为广播。
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2．1．1 信息交换
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第2章 CAN总线传输原理
• 2．1．2 功能元件
• 1．控制单元
• 基本车载网络系统由多个控制单元组成，这些控制单元通 过收发器(发射一接收放大器)并联在总线导线上，所有控 制单元的地位均相同，没有哪个控制单元有特权。称为多 主机结构。
• 数据传输总线采用一条导线或二条导线 ，第二条导线上 传输信号与第一条导线上的传输信号成镜像关系，这样可 有效抑制外部干扰。
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过监控层内的CRC校验（“循环冗余码校验” ）和数来确定 是否有传递错误。如果确定无传递错误，那么连接的所有装 置会给发射器一个确认回答（ACK ）。 • (3)信息接受 • 己接收到的正确信息会到达相关数据传输总线构件的接受区。 在那里来决定该信息是否用于完成各控制单元的功能。如果 不是，该信息就被拒收。如果是，该信息就会进入相应的接 收邮箱。 • 组合仪表调出该信息并将相应的值复制到它的输入存储器内。 在组合仪表内，转速经微控制器处理后控制转速表显示相应 的转速。
第2章 CAN总线传输原理
• 2．1．1 信息交换
• 用于交换的数据称为信息，每个控制单元均可发 送和接收信息。二进制数据流也称为比特流。
•线(发送线)到达收发器(放大 器)，收发器将比特流转化成相应的电压值，最后 这些电压值按时间顺序依次被传送到数据传输总 线的导线上。
• 2)该转速值就被复制到发动机控制单元的发送存储器内。 • 3)该信息从发送存储器进入数据传输总线构件的发送邮
车载网络技术ppt课件
❖ （1）CAN总线 ❖ （2）局域网互联（LIN） ❖ （3）面向媒体的系统传输（MOST） ❖ （4）FlexRay
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4 各种车用总线的介绍---CAN总线
❖ CAN总线是由德国BOSCH公司为了解决汽车 中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发 出的一种串行通信网络，具有短帧数据结构、非 破坏性总线仲裁技术以及灵活的通信方式适应了 汽车实时性和可靠性的要求，己经成为国际标准 (ISO11898)，其应用范围也从最初的汽车电控 逐步扩展到工业控制的各个领域，成为最有前途 的现场总线之一。
物理层
（Physical）
应用层
（Application）
数据链路层
（Date link）
物理层
（Physical）
物理介质
图1 汽车局域网的参考模型
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2 车载网络技术介绍
目前主要的汽 车网络互联规范
德国BOSCH 最早开发推出 的欧洲规范 CAN。
（设备）节点进行相连的通信网络。现场总线控 制系统既是一个开放通信网络，又是一个全分布 控制系统。它作为智能设备的联系纽带，使系统 成为具有测量、控制、执行和过程诊断等综合能 力的网络。然而现场的环境干扰因素众多，有些 很强烈且带有突发性，这就决定了现场总线有别 于一般网络，是一个具有自已特色的新型领域。
Contents
1. 车载网络技术的发展简史
2. 车载网络技术介绍 3. 车载网络系统在汽车上的应用 4. 各种车用总线的介绍 5. 结语
10
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3 车载网络系统在汽车上的应用
❖ 网络技术在汽车上主要用于动力传动系统、车 身系统安全系统和信息系统，其应用等级如图。
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4 各种车用总线的介绍---CAN总线
❖ CAN总线是由德国BOSCH公司为了解决汽车 中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发 出的一种串行通信网络，具有短帧数据结构、非 破坏性总线仲裁技术以及灵活的通信方式适应了 汽车实时性和可靠性的要求，己经成为国际标准 (ISO11898)，其应用范围也从最初的汽车电控 逐步扩展到工业控制的各个领域，成为最有前途 的现场总线之一。
物理层
（Physical）
应用层
（Application）
数据链路层
（Date link）
物理层
（Physical）
物理介质
图1 汽车局域网的参考模型
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2 车载网络技术介绍
目前主要的汽 车网络互联规范
德国BOSCH 最早开发推出 的欧洲规范 CAN。
（设备）节点进行相连的通信网络。现场总线控 制系统既是一个开放通信网络，又是一个全分布 控制系统。它作为智能设备的联系纽带，使系统 成为具有测量、控制、执行和过程诊断等综合能 力的网络。然而现场的环境干扰因素众多，有些 很强烈且带有突发性，这就决定了现场总线有别 于一般网络，是一个具有自已特色的新型领域。
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1. 车载网络技术的发展简史
2. 车载网络技术介绍 3. 车载网络系统在汽车上的应用 4. 各种车用总线的介绍 5. 结语
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3 车载网络系统在汽车上的应用
❖ 网络技术在汽车上主要用于动力传动系统、车 身系统安全系统和信息系统，其应用等级如图。
CAN总线技术
EPS控制装置 ABS/VSA调制器 控制装置 自调巡航控制装置
B-CAN (33.33 kbps)
MICU 防起动遥控 控制装置 温湿控制装置 自动照明/雨传感器 自调前照明控制装置
B-CAN(车身控制 器区域网络)使用 单线方式进行仪表 控制模块、多路控 制器(MICU)与防 起动遥控控制装置 之间的通讯。BCAN通讯速度为 33.33 kbps。
电子设备
多路传输的界面
协议控制器 线路的界面 总线
信息的发送或者接 收
将信息放在帧里面或 总线上帧的发送
者将信息从帧里面取
和接收
出来
东风本田汽车有限公司
DONGFENG HONDA AUTOMOBILE CO.,LTD.
CAN
F-CAN B-CAN
东风本田汽车有限公司 DONGFENG HONDA AUTOMOBILE CO.,LTD.
指南装置
燃油箱 装置
燃油表 发 装送 置
东风本田汽车有限公司 DONGFENG HONDA AUTOMOBILE CO.,LTD.
CAN
网关
东风本田汽车有限公司 DONGFENG HONDA AUTOMOBILE CO.,LTD.
CAN 网关功能
仪表控制模块起网关作用，允许两个系统分享信息资源，仪表控制模块对B-CAN至 F-CAN以及F-CAN至B-CAN之间的信息进行解释。
东风本田汽车有限公司 DONGFENG HONDA AUTOMOBILE CO.,LTD.
CAN
那么什么是CAN呢？其英文的全称为Controller Area Network（控制器区域网络）， 意思是控制单元通过网络交换数据。为了使不同厂家生产的部件能在同一辆汽车上 协调工作，必须制定一个通用的标准。按照ISO（国际标准化组织）的有关标准， CAN的拓扑结构为总线式，因此称为CAN总线。CAN数据总线可以比作公共汽车。 公共汽车可以运输大量乘客，CAN数据总线包含大量的数据信息，故又可将其写成 CAN—BUS，如下面的图—所示。
第4章智能网联汽车车载网络与互联技术
动力总成域是在汽车行驶中产生能量并为车辆供能的系统。动力总成不仅 包含发动机、变速器、传动轴和车轮等机械结构上的组件，也包含很多用以改 善驾驶性能、减少排放污染、提高效率和安全性的传感器或控制元件。由于动 力总成是涉及驾驶安全最核心的控制系统，动力总成的控制单元需要读取低延 迟（微秒级）的准确时间以确保结果的精确，也需要实现对各个控制对象的快 速控制（微秒级），因此动力总成对于通信的实时性也具有极高的要求。
五、FlexRay技术
由于涉及动力、制动、转向控制等关键功能，线控系统对车用总线通信的 带宽、实时性和容错性提出了更高的要求。传统的CAN和LIN通信均不能满足 上述要求，因此，须须新的总线协议予以填补。
2000年9月，宝马、飞利浦、飞思卡尔和博世等公司联合成立了FlexRay 协会，旨在共同制定一种专为车内联网而设计的新型通信标准（即FlexRay）， 并推动其成为高级动力总成、底盘、线控系统的标准协议。自成立以来，协会 不断扩张，FlexRay 的开发工作也在宝马、戴姆勒、克莱斯勒、飞思卡尔、通 用汽车、恩智浦、博世和大众等核心合作伙伴的推动下大步前进。
二、车载网络的应用场景
与辅助驾驶域类似，人机接口（HMI）域用于与乘客交互的或娱乐性的应 用时，需要较高的通信带宽，但却可以容忍大时间延迟；然而当其作为控制命 令的接口时，它对于通信的实时性要求与动力总成、底盘控制系统是相同等级 的。 传统的上述不同控制域之间是相互独立的（无论是机械、电气还是计算机控 制）。但随着汽车逐步向自动化、智能化推进，如今汽车上的各个域在保持着 计算系统相对独立的同时，彼此之间有了更多的交互，需要传递大量的数据和 控制信息等，尤其是智能驾驶域。这也对车载网络的带宽、确定性时延以及架 构提出了新的需求。
二、车载网络的应用场景
五、FlexRay技术
由于涉及动力、制动、转向控制等关键功能，线控系统对车用总线通信的 带宽、实时性和容错性提出了更高的要求。传统的CAN和LIN通信均不能满足 上述要求，因此，须须新的总线协议予以填补。
2000年9月，宝马、飞利浦、飞思卡尔和博世等公司联合成立了FlexRay 协会，旨在共同制定一种专为车内联网而设计的新型通信标准（即FlexRay）， 并推动其成为高级动力总成、底盘、线控系统的标准协议。自成立以来，协会 不断扩张，FlexRay 的开发工作也在宝马、戴姆勒、克莱斯勒、飞思卡尔、通 用汽车、恩智浦、博世和大众等核心合作伙伴的推动下大步前进。
二、车载网络的应用场景
与辅助驾驶域类似，人机接口（HMI）域用于与乘客交互的或娱乐性的应 用时，需要较高的通信带宽，但却可以容忍大时间延迟；然而当其作为控制命 令的接口时，它对于通信的实时性要求与动力总成、底盘控制系统是相同等级 的。 传统的上述不同控制域之间是相互独立的（无论是机械、电气还是计算机控 制）。但随着汽车逐步向自动化、智能化推进，如今汽车上的各个域在保持着 计算系统相对独立的同时，彼此之间有了更多的交互，需要传递大量的数据和 控制信息等，尤其是智能驾驶域。这也对车载网络的带宽、确定性时延以及架 构提出了新的需求。
二、车载网络的应用场景
新能源汽车电气技术教学课件-新能源汽车车载网络系统的认知
四、新能源汽车车载网络的要求
1.多媒体娱乐及信息系统 这个领域的数据传输要求相对来说较高，不仅在通信的速率上，而且还要具备高带宽或者是高 速无线传输的能力。 2.拥有更加安全稳定的线控系统 由于这个系统在制动和导航系统上所涉及的安全性很高，因此在数据交换中对传输的实时性、 可靠性、容错性有着更高的技术要求。 3.车身系统的控制 就此领域而言，已经拥有近三十年的技术积累和广泛的商业应用，技术环境相对成熟。其中包 括了传统的车身控制系统和电传辅助控制系统。 4.支线端控制系统 这个系统主要是一些简单的电子控制单元，比如说对随动大灯、电动天窗及后视镜的控制和对 载有智能传感器车门的控制等。对LIN技术的广泛应用是当下各家车企的主流方向。
CAN总线通信接口集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据 的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等。CAN协议的 一个最大特点是废除了传统的节点地址编码，而对通信数据块进行编码。采用这种方 法可使网络内的节点个数在理论上不受限制，但在实际应用中，节点数目受网络硬件 的电气特性所限制。CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能，保证了数据 通信的可靠性。
三、新能源汽车车载网络分类
B类：属于中速的网络。所面向的多数是独立模块，在模块间完成对数 据的共享作用，速率一般处与10-100kbps之间。一般运用于车辆的信息控制 中心，作用是诊断车辆所产生的各类故障，如：仪表盘故障指示灯的告警功 能，各类安全气囊和自动空调系统的自检等。这类网络系统的标准主要包括 控制器、各类处理器（ECU、TCU、BMS等模块）、局域网协议三个方面。在 故障诊断和容错性能方面，控制器局域网具有显著的优势，对汽车内部的电 子系统可靠性、实时性有着较高的要求，并在将来的一段时间内占据着无法 替代的地位。
汽车网络技术-第2章 CAN总线
图2-4 数字信号 U—电压；t—时间
3.二进制信号 “Bi”一词来源于希腊语，表示“2”。因此，一个二进制 信号只能识别两种状态，即0和1，或高和低。如车灯点亮或 车灯未亮；继电器触电断开或继电器触点闭合；供电或未供 电；车门打开或车门关闭，等等。 每个符号、图 片甚至声音都可由 特定顺序的二进制 字符来表述，如 10010110。通过这 些二进制编码，计 算机或控制单元可 以处理信息或将信 息发送给其它控制 单元。
3.CAN总线的传输速率 目前，CAN总线系统中的信号是采用数字方式经铜导线 传输的，其最大稳定传输速率可达1000Kbit/s （1Mbit/s）。
大众和奥迪公司将最大标准传输速率规定为500Kbit/s， 并将CAN总线系统分为三个专门的系统：
①驱动CAN总线（高速），亦称动力CAN总线，其标准传输 速率为500Kbit/s，可基本满足实时要求，主要用于发动机、 变速器、ABS、转向助力等汽车动力系统的数据传输。 ②舒适CAN总线（低速），其标准传输速率为100 Kbit/s， 主要用于空调系统、中央门锁（车门）系统、座椅调节系统 的数据传输。 ③信息CAN总线（低速），其标准传输速率为100Kbit/s，主 要用于对时间要求不高的领域，如导航系统、组合音响系统、 CD转换控制等。
第2章 CAN总线
2.1 数据信号及其传输
2.1.1数制
在计算机和数据传输技术中有三种重要数制，即十进制、 二进制、十六进制。 1.十进制 十进制是常用的阿 拉伯数制。这种数制的 基数是10。与此相适应， 每个单个数位有十个不 同的符号。
图2-1 十进制三位数365的结构
2.二进制 二进制是数据处理中最常用的数制之一。在二进制中只 有两个数字值：0 和1，或接通或关闭，或高电压或低电压， 即所谓的二进制符号或位。在通信领域，也把这两个值称为 逻辑0和逻辑1。 每个数据信号都由一个二进制符号（位）的排列构成， 如1001 0110。
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Winter Camp 2005 演示稿
第二节 CAN 总线物理层
2.位定时与节点间的同步
如图2-6，一个位的传输时间分为4个时间段。CAN中所有时 间都是以所谓的时间基准单元(TQ, Time Quantum)为单位， 它由CAN节点的时钟频率通过一个可编程的分频器后得到， 这部分功能在CAN控制器中完成。
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Winter Camp 2005 演示稿
第二节 CAN 总线物理层
信号传输总的时间延迟Tp包括CAN控制器延 时TC（约40~140ns）、发送/接收器延时Tt （大约120~250ns）和电缆延时Tl (大约5ns)， 如果使用耦合器（隔离器）还要包括这部分
的延时，光电耦合器延时To（Opto-coupler） 大约为40-~140ns。由于存在应答过程，实
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Winter Camp 2005 演示稿
第二节 CAN 总线物理层
在CAN网络中物理层从功能上又可以分为三 层，如图2-3所示。
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Winter Camp 2005 演示稿
第二节 CAN 总线物理层
CAN物理层中，PLS(Physical Signaling)子层 的功能主要由CAN控制器芯片完成， PMA(Physical Medium Attachment)子层的功 能主要由CAN发送器/接收器电路完成， MDI(Medium Dependent Interface)子层主要 定义了电缆和连接器的特性。
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第一节 CAN的基本知识
SAE按CAN不同的通信速率把它分为三个级别： 高速CAN，主要用于车上动力传动系控制系统和 底盘的控制系统；中速CAN，主要用于车身系统； 低速CAN，主要用于车上媒体系统控制（并非用 于媒体信息传送）及仪表板。现在很多汽车产品 供货商都提供支持CAN的相关产品，包括ECU （Electronic Control Units）、微控制器（Microcontroller）、接口元器件都有支持CAN协议的产 品，为CAN的广泛应用提供了坚实的基础。但随 着车上网络系统应用范围不断扩大和应用层次的 深入，也发现了CAN的一些局限性。
一、控制器局域网CAN（Controller Area Network） 控制器局域网(CAN)是一个支持分布式实时控 制的串行通信网络,主要用于嵌入式控制器的 通信系统及智能装置的开放通信系统。
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Winter Camp 2005 演示稿
第一节 CAN的基本知识
二十世纪八十年代,由于电子系统在汽车上的 应用不断普及,车上控制单元(ECU)不断增加， BOSCH公司提出了最初用于汽车电子装置互 连的控制器局域网CAN串行通信总线系统。 之后，CAN被汽车行业和控制领域广泛应用， 它已经成为ISO和SAE标准。
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第一节 CAN的基本知识
CAN2.0 的MAC层(与CAN1.2 TL层对应)是CAN 的核心，主要定义了传输协议，包括信息帧 格式、仲裁方式、应答信号、错误检测、错 误信令和故障限制等。MAC层的约定是固定 的。LLC层（对应CAN1.2 OL 层）的设计有很 大的自由度。
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第二节 CAN 总线物理层
一、CAN物理层特点 物理层定义了物理数据在总线上各节点间的 传输过程，主要是连接介质、线路电气特性、 数据传输的编码/解码、定时以及同步的实施 标准。
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第二节 CAN 总线物理层
从物理结构上看，一个CAN节点的构成如图22
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Байду номын сангаас
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第一节 CAN的基本知识
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Winter Camp 2005 演示稿
第一节 CAN的基本知识
CAN2.0的分层结构如图2 -1(b),是按ISO/OSI 模型对CAN结构的描述。数据链路层又分为 逻辑链路控制和媒体访问控制两个子层。
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Winter Camp 2005 演示稿
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第二节 CAN 总线物理层
二、PLS层 1. 编码/解码
CAN总线使用非归零制编码方式，它在传送连续 同极性位时，接收端没有可用于再同步的信号沿， 所以CAN协议中规定发送数据时采用位填充，即， 在发送时，最多可以有5个连续的同极性位。 如果要发送的位流中有5个或以上同极性位时， 每发送5个同极性位则填充一个补位，
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第一节 CAN的基本知识
三、CAN的一些基本概念 CAN定义了ISO/OSI 网络开放系统模型的最低 两层，即数据链路层和物理层，主要是数据 链路层。在不同的CAN版本中对分层的定义 有一些区别。CAN1.2的分层结构如图2-1(a)， 数据链路层又分为传输层和目标层。
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信号从发送到接收端的路径和延时如图2-7,一个位的时间关 系是在发送时确定的，当信号通过物理电路到达接收端时， 由于接收节点在网络上的位置不同、延时不同以及各自使用 独立时钟等原因，要保持数据的一致性，需要一个再同步 (Resynchronization) 处理。
车载网络及信息技术
第一章 概论 第二章 控制器局域网 第三章 基于时间触发的车载网络 第四章 车上媒体网络 第五章 车载以太网 第六章 车载信息系统 第七章 车联网技术 第八章 车载信息安全技术
第二章 控制器局域网 (CAN)
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第一节 CAN的基本知识
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第一节 CAN的基本知识
二、CAN的基本特点； (1) 高速串行数据接口功能 (2) 使用廉价物理介质 (3) 数据帧短 (4) 反应速度快 (5) 多站同时发送 (6) 错误检测和校正能力强 (7) 具有远程数据请求功能 (8) 具有全系统数据兼容性 (9) 具有丢失仲裁或出错的帧自动重发功能 (10) 具有故障节点自动脱离功能 (11) 基于事件触发的发送方式
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第二节 CAN 总线物理层
2.位定时与节点间的同步
如图2-6，一个位的传输时间分为4个时间段。CAN中所有时 间都是以所谓的时间基准单元(TQ, Time Quantum)为单位， 它由CAN节点的时钟频率通过一个可编程的分频器后得到， 这部分功能在CAN控制器中完成。
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第二节 CAN 总线物理层
信号传输总的时间延迟Tp包括CAN控制器延 时TC（约40~140ns）、发送/接收器延时Tt （大约120~250ns）和电缆延时Tl (大约5ns)， 如果使用耦合器（隔离器）还要包括这部分
的延时，光电耦合器延时To（Opto-coupler） 大约为40-~140ns。由于存在应答过程，实
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第二节 CAN 总线物理层
在CAN网络中物理层从功能上又可以分为三 层，如图2-3所示。
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第二节 CAN 总线物理层
CAN物理层中，PLS(Physical Signaling)子层 的功能主要由CAN控制器芯片完成， PMA(Physical Medium Attachment)子层的功 能主要由CAN发送器/接收器电路完成， MDI(Medium Dependent Interface)子层主要 定义了电缆和连接器的特性。
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第一节 CAN的基本知识
SAE按CAN不同的通信速率把它分为三个级别： 高速CAN，主要用于车上动力传动系控制系统和 底盘的控制系统；中速CAN，主要用于车身系统； 低速CAN，主要用于车上媒体系统控制（并非用 于媒体信息传送）及仪表板。现在很多汽车产品 供货商都提供支持CAN的相关产品，包括ECU （Electronic Control Units）、微控制器（Microcontroller）、接口元器件都有支持CAN协议的产 品，为CAN的广泛应用提供了坚实的基础。但随 着车上网络系统应用范围不断扩大和应用层次的 深入，也发现了CAN的一些局限性。
一、控制器局域网CAN（Controller Area Network） 控制器局域网(CAN)是一个支持分布式实时控 制的串行通信网络,主要用于嵌入式控制器的 通信系统及智能装置的开放通信系统。
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第一节 CAN的基本知识
二十世纪八十年代,由于电子系统在汽车上的 应用不断普及,车上控制单元(ECU)不断增加， BOSCH公司提出了最初用于汽车电子装置互 连的控制器局域网CAN串行通信总线系统。 之后，CAN被汽车行业和控制领域广泛应用， 它已经成为ISO和SAE标准。
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第一节 CAN的基本知识
CAN2.0 的MAC层(与CAN1.2 TL层对应)是CAN 的核心，主要定义了传输协议，包括信息帧 格式、仲裁方式、应答信号、错误检测、错 误信令和故障限制等。MAC层的约定是固定 的。LLC层（对应CAN1.2 OL 层）的设计有很 大的自由度。
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第二节 CAN 总线物理层
一、CAN物理层特点 物理层定义了物理数据在总线上各节点间的 传输过程，主要是连接介质、线路电气特性、 数据传输的编码/解码、定时以及同步的实施 标准。
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第二节 CAN 总线物理层
从物理结构上看，一个CAN节点的构成如图22
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Байду номын сангаас
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第一节 CAN的基本知识
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第一节 CAN的基本知识
CAN2.0的分层结构如图2 -1(b),是按ISO/OSI 模型对CAN结构的描述。数据链路层又分为 逻辑链路控制和媒体访问控制两个子层。
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第二节 CAN 总线物理层
二、PLS层 1. 编码/解码
CAN总线使用非归零制编码方式，它在传送连续 同极性位时，接收端没有可用于再同步的信号沿， 所以CAN协议中规定发送数据时采用位填充，即， 在发送时，最多可以有5个连续的同极性位。 如果要发送的位流中有5个或以上同极性位时， 每发送5个同极性位则填充一个补位，
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第一节 CAN的基本知识
三、CAN的一些基本概念 CAN定义了ISO/OSI 网络开放系统模型的最低 两层，即数据链路层和物理层，主要是数据 链路层。在不同的CAN版本中对分层的定义 有一些区别。CAN1.2的分层结构如图2-1(a)， 数据链路层又分为传输层和目标层。
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信号从发送到接收端的路径和延时如图2-7,一个位的时间关 系是在发送时确定的，当信号通过物理电路到达接收端时， 由于接收节点在网络上的位置不同、延时不同以及各自使用 独立时钟等原因，要保持数据的一致性，需要一个再同步 (Resynchronization) 处理。
车载网络及信息技术
第一章 概论 第二章 控制器局域网 第三章 基于时间触发的车载网络 第四章 车上媒体网络 第五章 车载以太网 第六章 车载信息系统 第七章 车联网技术 第八章 车载信息安全技术
第二章 控制器局域网 (CAN)
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第一节 CAN的基本知识
二、CAN的基本特点； (1) 高速串行数据接口功能 (2) 使用廉价物理介质 (3) 数据帧短 (4) 反应速度快 (5) 多站同时发送 (6) 错误检测和校正能力强 (7) 具有远程数据请求功能 (8) 具有全系统数据兼容性 (9) 具有丢失仲裁或出错的帧自动重发功能 (10) 具有故障节点自动脱离功能 (11) 基于事件触发的发送方式