1 CAN總線的基本概念以及由來
1.1 簡介
CAN 總線即控制器局域網(wǎng)總線(CAN，Controller Area Network)是一種用于實時應(yīng)用的串行通訊協(xié)議總線，被公認(rèn)為最有發(fā)展前景的現(xiàn)場總線之一。由 BOSCH 發(fā)明的一種基于消息廣播模式的串行通信總線，它起初用于實現(xiàn)汽車內(nèi)ECU之間可靠的通信，后因其簡單實用可靠等特點，而廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、船舶、醫(yī)療等其它領(lǐng)域。CAN國際標(biāo)準(zhǔn)只涉及到 OSI（開放式通信系統(tǒng)參考模型 ）的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。上層協(xié)議是在CAN標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上定義的應(yīng)用層，市場上有不同的應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)。
要了解CAN總線協(xié)議，我們首先知道的一個概念是汽車ECU是指的什么？ECU（Electronic Control Unit）電子控制器單元，又稱為汽車的“行車電腦”，它們的用途就是控制汽車的行駛狀態(tài)以及實現(xiàn)其各種功能?！肮?jié)點”或“電子控制單元”（ECU）就像車身的一部分，通過CAN總線互連。一個部分感知到的信息可以與另一部分共享。主要是利用各種傳感器、總線的數(shù)據(jù)采集與交換，來判斷車輛狀態(tài)以及司機的意圖并通過執(zhí)行器來操控汽車。
CAN總線系統(tǒng)使每個ECU都能與所有其他ECU通信-無需復(fù)雜的專用接線。
具體地說，ECU可以通過CAN總線（由兩條線組成，CAN低和CAN高）準(zhǔn)備和廣播信息（例如傳感器數(shù)據(jù)）。廣播的數(shù)據(jù)被CAN網(wǎng)絡(luò)上的所有ECU接收——然后每個ECU可以檢查數(shù)據(jù)并決定是接收還是忽略它。
簡而言之CAN總線是用于各個ECU之間互相通信的網(wǎng)絡(luò)以及協(xié)議。
那么什么是ECU？
在汽車CAN總線系統(tǒng)中，ECU可以是例如引擎控制單元，安全氣囊，音頻系統(tǒng)等?，F(xiàn)代汽車可能具有多達(dá)70個ECU—每個ECU可能都需要與網(wǎng)絡(luò)的其他部分共享的信息。
1.2 CAN總線的優(yōu)勢
由于具有如下優(yōu)勢，所以CAN總線廣泛應(yīng)用于汽車，自動化，機械，軌道交通等各個方面。
展望未來，CAN總線協(xié)議將保持相關(guān)性 —盡管它將受到主要趨勢的影響：
1.對日益先進(jìn)的車輛功能的需求
2.云計算的興起
3.物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和聯(lián)網(wǎng)車輛的增長
4.自動駕駛汽車的影響
特別是，聯(lián)網(wǎng)汽車和云計算的增長將導(dǎo)致車載遠(yuǎn)程信息處理和物聯(lián)網(wǎng)CAN記錄器的快速增長。
反過來，使CAN總線“聯(lián)機”也會使車輛面臨安全風(fēng)險 -并可能需要轉(zhuǎn)向新的CAN協(xié)議。
2 CAN物理層
與 I2C、SPI 等具有時鐘信號的同步通訊方式不同，CAN 通訊并不是以時鐘信號來進(jìn)行同步的，它是一種異步通訊，只具有 CAN_High 和 CAN_Low 兩條信號線，共同構(gòu)成一組差分信號線，以差分信號的形式進(jìn)行通訊。我們來看一個示意圖
