CAN总线介绍

本文介绍了CAN总线在汽车中的比喻,它是电子控制单元间的通信神经系统。ECU如身体部位,通过CAN总线实现数据共享,现代汽车有多达70个ECU。文章详细阐述了CAN总线在物理层和数据链路层的作用,以及其优点,特别是错误处理机制,确保通信的鲁棒性。

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形象的比喻

如果将汽车比作人的身体,那么CAN总线就是用于通信的神经系统

什么是ECU?

ECU(Electronic Control Unit)电子控制单元就像身体的某个部位,通过CAN总线进行通信,单元之间可以进行数据共享,ECU可以是引擎控制单元,安全气囊,音频系统等等。现代汽车有超过70个ECU,互相之间都可能有信息共享。
在这里插入图片描述
CAN总线OSI模型如下:
在这里插入图片描述

以下是CAN总线在物理层和数据链路层的作用:
在这里插入图片描述
CAN总线的优点:

  1. 简单、费用低;
  2. 易于访问;
  3. 有很高的鲁棒性
  4. 高效:
    标准的CAN帧结构
    在这里插入图片描述
    CAN帧必须满足许多属性才能有效,如果传输了错误的CAN帧,CAN节点将自动检测并采取相应措施,这称为CAN总线错误处理,其中CAN节点跟踪自己的“CAN错误计数器”并根据计数器更改状态(主动错误、被动错误、总线关闭)。有问题的CAN节点传输数据的能力因此被优雅地降低,以避免进一步的CAN错误和总线干扰。
    对于CAN总线的鲁棒性来说,错误处理是至关重要的。

错误处理

CAN总线进行错误处理的步骤如下图:
在这里插入图片描述

  1. CAN节点1传输了一个消息到CAN总线上,并读取它发送的每一位;
  2. 这样做之后,它发现有一个位发送的时候是显性,读的时候却是隐性;
  3. 这是一个位错误,节点1报告一个错误激活标志并告知其他节点;
  4. 实际上,这意味着节点1向总线上发送了一个6个显性位的序列;
  5. 反过来,这6个显性位被其他节点当做校验错误;
  6. 作为响应,节点2和3同时提出一个活动错误标志;
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