车载网络: CAN (Control Area Network) 控制器局域网络

概述

CAN，全称 控制器局域网络 (Controller Area Network, CAN)，是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的，并最终成为 国际标准（ISO 11898），是国际上应用最广泛的现场总线之一。

CAN工作方式

通过一种类似于“会议”的机制实现通信。每一个会议参与人员都可以自由地提出会议议题（多主通信模式） [1]。

诞生

为了解决现代汽车中众多控制器及测试仪器之间的数据交换、实现数据共享并尽量避免过多占用邮箱的车辆空间，在车辆电控系统中引入了CAN总线技术 [1]。

汽车传统布线网络图 [2]：

汽车CAN总线布线网络图 [2]：

分层结构

CAN协议包括ISO/OSI参考模型中的最低两层 [1]：

• 数据链路层
• 物理层

优缺点

优点

• CAN总线的节点分成不同的优先级；
• 采用非破坏仲裁技术；
• 报文采用短帧结构,数据出错率极低；
• 节点在错误严重的情况下可自动关闭输出 [3]。

缺点

CAN现场总线作为一种面向工业底层控制的通信网络,其局限性也是显而易见的 [3]：

• 不能与Internet互连，不能实现远程信息共享；
• 不易与上位控制机直接接口；
• 现有的CAN接口卡与以太网网卡相比大都价格昂贵；
• CAN现场总线无论是其通信距离还是通信速率都无法和以太网相比。

成为车载网络协议主流

CAN为多主方式工作，所以与一般的通信总线相比，CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性 [4]。因而成为车载网络协议的主流。

仿真软件

• CANOE [5]
• PFautoCAN [5]
• Simulink

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Ref

• [1] 百度文库：车载网络技术(精简版)
• [2] 百度文库：车载网络技术
• [3] 面包板：TCP/IP总线与CAN总线优缺点对比
• [4] 百度知道：CAN总线和PROFIBUS总线的优缺点
• [5] 百度百科：车载网络