can总线系统的硬件结构组成和功用

can总线系统的硬件结构组成和功用？

1、CAN总线的结构

CAN总线的物理层是将ECU(Electronic Control Unit-电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等)连接至总线的驱动电路。ECU的总数将受限于总线上的电气负荷。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、数据的编码/解码、位定时和同步的实施标准。

理论上,CAN总线上的节点数几乎不受限制，可达到2000个，实际上受电气特性的限制，最多只能接100多个节点。

CAN的数据链路层是其核心内容，其中逻辑链路控制(LOagie Link Control，LLC)完成过滤、过载通知和管理恢复等功能，媒体访问控制(Medium Access Control，MAC)子层完成数据打包/解包、帧编码、媒体访问管理、错误检测、错误信令、应答、串并转换等功能。这些功能都是围绕信息帧传送过程展开的。

2、CAN总线的优点

①CAN为多主方式工作，网络上任一节点均可在任一时刻主动地向网络上其他节点发送信息，而不分主从。

②在报文标识符上，CAN上的节点分成不同的优先级，可满足不同的实时需要，优先级高的数据最多可在134μs内得到传输。

③CAN采用非破坏总线仲裁技术。当多个节点同时向总线发送信息发生冲突时，优先级较低的节点会主动退出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。尤其是在网络负载很重的情况下，也不会出现网络瘫痪的情况(以太网则可能)。

④CAN节点只需要通过对报文的标识符滤波即可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接收数据。

⑤CAN的直接通信距离最远可达10km(速率5kbps以下)通信速率最高可达1Mbps(此时通信距离最长为40m)。

⑥CAN上的节点数取决于总线驱动电路，目前可达110个。标准帧报文标识符有11位、扩展帧的报文标识符(29位)的个数几乎不受限制。

⑦报文采用短帧结构、传输时间短，受干扰概率低，保证了数据出错率极低。

⑧CAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，具有极好的检错效果。

⑨CAN通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。

⑩CAN节点在错误严重的情况下可自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响。

CAN总线系统的主要硬件结构包括：CAN控制器、CAN接口芯片和专用通讯线缆。

CAN控制器的功能是进行总线参数配置、按照CAN协议生成通讯帧、解析接收数，以及运行仲裁、应答、重发等can总线控制机制。

Can接口芯片的功能是进行控制器串行数据和总线平衡差分信号之间的转换。

专用通讯线缆是一种带屏蔽的双芯双绞线，其功能是完成收发数据的链接与传输。