CAN協(xié)議分層結(jié)構(gòu)和功能

我知道，我對(duì)與電子有關(guān)的所有事情都很著迷，但不論從哪個(gè)角度看，今天的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)，都顯得“鶴立雞群”，真是非常棒的器件。如果在這個(gè)智能時(shí)代，在這個(gè)領(lǐng)域，想擁有一技之長(zhǎng)的你還沒(méi)有關(guān)注FPGA，那么世界將拋棄你，時(shí)代將拋棄你。

CAN為串行通訊協(xié)議，能有效地支持具有很高安全等級(jí)的分布實(shí)時(shí)控制。CAN的應(yīng)用范圍很廣，從高速的網(wǎng)絡(luò)到低價(jià)位的多路接線都可以使用CAN。在汽車電子行業(yè)里，使用CAN連接發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、傳感器、防剎車系統(tǒng)、等等，其傳輸速度可達(dá)1Mbit/s。同時(shí)，可以將CAN安裝在卡車本體的電子控制系統(tǒng)里，諸如車燈組、電氣車窗等等，用以代替接線配線裝置。

技術(shù)規(guī)范的目的是為了在任何兩個(gè)CAN儀器之間建立兼容性?？墒?，兼容性有不同的方面，比如電氣特性和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的解釋。為了達(dá)到設(shè)計(jì)透明度以及實(shí)現(xiàn)靈活性，根據(jù)ISO/OSI參考模型，CAN 2.0規(guī)范細(xì)分為以下不同的層次：數(shù)據(jù)鏈路層和物理層(如圖所示)。

CAN協(xié)議分層結(jié)構(gòu)和功能

邏輯鏈路控制子層(LLC)的作用范圍如下：

為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求以及數(shù)據(jù)傳輸提供服務(wù)。

確定由實(shí)際要使用的LLC子層接收哪一個(gè)報(bào)文。

為恢復(fù)管理和過(guò)載通知提供手段。

MAC子層的作用主要是傳送規(guī)則，也就是控制幀結(jié)構(gòu)、執(zhí)行仲裁、錯(cuò)誤檢測(cè)、出錯(cuò)標(biāo)定、故障界定。位定時(shí)的一些普通功能也可以看作是MAC子層的一部分。

物理層的作用是在不同節(jié)點(diǎn)之間根據(jù)所有的電氣屬性進(jìn)行位的實(shí)際傳輸。

CAN具有以下的屬性：

報(bào)文的優(yōu)先權(quán)

保證延遲時(shí)間

設(shè)置靈活

時(shí)間同步的多點(diǎn)接收

系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)的連貫性

多主機(jī)

錯(cuò)誤檢測(cè)和錯(cuò)誤標(biāo)定

只要總線一處于空閑，就自動(dòng)將破壞的報(bào)文重新傳輸

將節(jié)點(diǎn)的暫時(shí)性錯(cuò)誤和永久性錯(cuò)誤區(qū)分開(kāi)來(lái)，并且可以自動(dòng)關(guān)閉由OSI參考模型分層CAN結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤的節(jié)點(diǎn)。

依據(jù)ISO/OSI參考模型的層結(jié)構(gòu)具有以下功能：

物理層定義信號(hào)是如何實(shí)際地傳輸?shù)?，因此涉及到位時(shí)間、位編碼、同步的解釋。技術(shù)規(guī)范沒(méi)有定義物理層的驅(qū)動(dòng)器/接收器特性，以便允許根據(jù)它們的應(yīng)用，對(duì)發(fā)送媒體和信號(hào)電平進(jìn)行優(yōu)化。

MAC子層是CAN協(xié)議的核心。它把接收到的報(bào)文提供給LLC子層，并接收來(lái)自LLC子層的報(bào)文。MAC子層負(fù)責(zé)報(bào)文分幀、仲裁、應(yīng)答、錯(cuò)誤檢測(cè)和標(biāo)定。MAC子層也被稱作故障界定的管理實(shí)體監(jiān)管。此故障界定為自檢機(jī)制，以便把永久故障和短時(shí)擾動(dòng)區(qū)別開(kāi)來(lái)。

LLC子層涉及報(bào)文濾波、過(guò)載通知、以及恢復(fù)管理。