1、CAN總線的物理層是將ECU連接至總線的驅(qū)動(dòng)電路。

2、ECU的總數(shù)將受限于總線上的電氣負(fù)荷。

3、物理層定義了物理數(shù)據(jù)在總線上各節(jié)點(diǎn)間的傳輸過程，主要是連接介質(zhì)、線路電氣特性、數(shù)據(jù)的編碼/解碼、位定時(shí)和同步的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。

【資料圖】

4、 BOSCH CAN基本上沒有對(duì)物理層進(jìn)行定義，但基于CAN的ISO標(biāo)準(zhǔn)對(duì)物理層進(jìn)行了定義。

5、設(shè)計(jì)一個(gè)CAN系統(tǒng)時(shí)，物理層具有很大的選擇余地，但必須保證CAN協(xié)議中媒體訪問層非破壞性位仲裁的要求，即出現(xiàn)總線競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，具有較高優(yōu)先權(quán)的報(bào)文獲取總線競(jìng)爭(zhēng)的原則，所以要求物理層必須支持CAN總線中隱性位和顯性位的狀態(tài)特征。

6、在沒有發(fā)送顯性位時(shí)，總線處于隱性狀態(tài)，空閑時(shí)，總線處于隱性狀態(tài)；當(dāng)有一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送顯性位，顯性位覆蓋隱性位，使總線處于顯性狀態(tài)。

7、在此基礎(chǔ)上，物理層主要取決于傳輸速度的要求。

8、從物理結(jié)構(gòu)上看，CAN節(jié)點(diǎn)的構(gòu)成如圖7-8所示。

9、在CAN中，物理層從結(jié)構(gòu)上可分為三層：分別是物理信號(hào)層(Physical Layer Signaling，PLS)、物理介質(zhì)附件(Physical MediaAttachment，PMA)層和介質(zhì)從屬接口(Media Dependent：Inter-face，MDI)層。

10、其中PLS連同數(shù)據(jù)鏈路層功能由CAN控制器完成，PMA層功能由CAN收發(fā)器完成，MDI層定義了電纜和連接器的特性。

11、目前也有支持CAN的微處理器內(nèi)部集成了CAN控制器和收發(fā)器電路，如MC68HC908GZl6。

12、PMA和MDI兩層有很多不同的國(guó)際或國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也可自行定義，比較流行的是ISOll898定義的高速CAN發(fā)送/接收器標(biāo)準(zhǔn)。

13、 在報(bào)文傳輸時(shí)，不同的幀具有不同的傳輸結(jié)構(gòu)，下面將分別介紹四種傳輸幀的結(jié)構(gòu)，只有嚴(yán)格按照該結(jié)構(gòu)進(jìn)行幀的傳輸，才能被節(jié)點(diǎn)正確接收和發(fā)送。

14、(1)數(shù)據(jù)幀由七種不同的位域(Bit Field)組成：幀起始(Start of )、仲裁域(Arbitration Field)、控制域(Control Field)、數(shù)據(jù)域(DataField)、CRC域(CRC Field)、應(yīng)答域(ACK Field)和幀結(jié)尾(End of )。

15、數(shù)據(jù)域的長(zhǎng)度可以為0～8個(gè)字節(jié)。

16、1)幀起始(SOF)：幀起始(SOF)標(biāo)志著數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀的起始，僅由一個(gè)“顯性”位組成。

17、在CAN的同步規(guī)則中，當(dāng)總線空閑時(shí)(處于隱性狀態(tài))，才允許站點(diǎn)開始發(fā)送(信號(hào))。

18、所有的站點(diǎn)必須同步于首先開始發(fā)送報(bào)文的站點(diǎn)的幀起始前沿(該方式稱為“硬同步”)。

19、2)仲裁域：仲裁域由標(biāo)識(shí)符和RTR位組成，標(biāo)準(zhǔn)幀格式與擴(kuò)展幀格式的仲裁域格式不同。

20、標(biāo)準(zhǔn)格式里，仲裁域由1l位標(biāo)識(shí)符和RTR位組成。

21、標(biāo)識(shí)符位有ID28～I(xiàn)Dl8。

22、擴(kuò)展幀格式里，仲裁域包括29位標(biāo)識(shí)符、SRR位、IDE(Identifier Extension，標(biāo)志符擴(kuò)展)位、RTR位。

23、其標(biāo)識(shí)符有ID28～I(xiàn)DO。

24、為了區(qū)別標(biāo)準(zhǔn)幀格式和擴(kuò)展幀格式，CANl．0～1．2版本協(xié)議的保留位r1現(xiàn)表示為IDE位。

25、IDE位為顯性，表示數(shù)據(jù)幀為標(biāo)準(zhǔn)格式；IDE位為隱性，表示數(shù)據(jù)幀為擴(kuò)展幀格式。

26、在擴(kuò)展幀中，替代遠(yuǎn)程請(qǐng)求(Substitute Remote Request，SRR)位為隱性。

27、仲裁域傳輸順序?yàn)閺淖罡呶坏阶畹臀?，其中最?位不能全為零。

28、RTR的全稱為“遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求(Remote TransmissionRequest)”。

29、RTR位在數(shù)據(jù)幀里必須為“顯性”，而在遠(yuǎn)程幀里必須為“隱性”。

30、它是區(qū)別數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀的標(biāo)志。

31、3)控制域：控制域由6位組成，包括2個(gè)保留位(r0、r1同于CAN總線協(xié)議擴(kuò)展)及4位數(shù)據(jù)長(zhǎng)度碼，允許的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度值為0～8字節(jié)。

32、4)數(shù)據(jù)域：發(fā)送緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)按照長(zhǎng)度代碼指示長(zhǎng)度發(fā)送。

33、對(duì)于接收的數(shù)據(jù)，同樣如此。

34、它可為0～8字節(jié)，每個(gè)字節(jié)包含8位，首先發(fā)送的是MSB(最高位)。

35、5)CRC校驗(yàn)碼域：它由CRC域(15位)及CRC邊界符(一個(gè)隱性位)組成。

36、CRC計(jì)算中，被除的多項(xiàng)式包括幀的起始域、仲裁域、控制域、數(shù)據(jù)域及15位為0的解除填充的位流給定。

37、此多項(xiàng)式被下列多項(xiàng)式X15+X14+X10+X8+X7+X4+X3+1除(系數(shù)按模2計(jì)算)，相除的余數(shù)即為發(fā)至總線的CRC序列。

38、發(fā)送時(shí)，CRC序列的最高有效位被首先發(fā)送/接收。

39、之所以選用這種幀校驗(yàn)方式，是由于這種CRC校驗(yàn)碼對(duì)于少于127位的幀是最佳的。

40、6)應(yīng)答域：應(yīng)答域由發(fā)送方發(fā)出的兩個(gè)(應(yīng)答間隙及應(yīng)答界定)隱性位組成，所有接收到正確的CRC序列的節(jié)點(diǎn)將在發(fā)送節(jié)點(diǎn)的應(yīng)答間隙上將發(fā)送的這一隱性位改寫為顯性位。

41、因此，發(fā)送節(jié)點(diǎn)將一直監(jiān)視總線信號(hào)已確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)中至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)正確地接收到所發(fā)信息。

42、應(yīng)答界定符是應(yīng)答域中第二個(gè)隱性位，由此可見，應(yīng)答間隙兩邊有兩個(gè)隱性位：CRC域和應(yīng)答界定位。

43、7)幀結(jié)束域：每一個(gè)數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀均由一串七個(gè)隱性位的幀結(jié)束域結(jié)尾。

44、這樣，接收節(jié)點(diǎn)可以正確檢測(cè)到一個(gè)幀的傳輸結(jié)束。

45、(2)錯(cuò)誤幀錯(cuò)誤幀由兩個(gè)不同的域組成：第一個(gè)域是來自控制器的錯(cuò)誤標(biāo)志；第二個(gè)域?yàn)殄e(cuò)誤分界符。

46、1)錯(cuò)誤標(biāo)志：有兩種形式的錯(cuò)誤標(biāo)志。

47、①激活(Active)錯(cuò)誤標(biāo)志。

48、它由6個(gè)連續(xù)顯性位組成。

49、②認(rèn)可(Passive)錯(cuò)誤標(biāo)志。

50、它由6個(gè)連續(xù)隱性位組成。

51、它可由其他CAN總線協(xié)議控制器的顯性位改寫。

52、2)錯(cuò)誤界定：錯(cuò)誤界定符由8個(gè)隱性位組成。

53、傳送了錯(cuò)誤標(biāo)志以后，每一站就發(fā)送一個(gè)隱性位，并一直監(jiān)視總線直到檢測(cè)出1個(gè)隱性位為止，然后就開始發(fā)送其余7個(gè)隱性位。

54、(3)遠(yuǎn)程幀： 遠(yuǎn)程幀也有標(biāo)準(zhǔn)格式和擴(kuò)展格式，而且都由6個(gè)不同的位域組成：幀起始、仲裁域、控制域、CRC域、應(yīng)答域、幀結(jié)尾。

55、與數(shù)據(jù)幀相比，遠(yuǎn)程幀的RTR位為隱性，沒有數(shù)據(jù)域，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度編碼域可以是0～8個(gè)字節(jié)的任何值，這個(gè)值是遠(yuǎn)程幀請(qǐng)求發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)域長(zhǎng)度。

56、當(dāng)具有相同仲裁域的數(shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀同時(shí)發(fā)送時(shí)，由于數(shù)據(jù)幀的RTR位為顯性，所以數(shù)據(jù)幀獲得優(yōu)先。

57、發(fā)送遠(yuǎn)程幀的節(jié)點(diǎn)可以直接接收數(shù)據(jù)。

58、(4)過載幀 過載幀由兩個(gè)區(qū)域組成：過載標(biāo)識(shí)域及過載界定符域。

59、下述三種狀態(tài)將導(dǎo)致過載幀發(fā)送：1)接收方在接收一幀之前需要過多的時(shí)間處理當(dāng)前的數(shù)據(jù)(接收尚未準(zhǔn)備好)；2)在幀空隙域檢測(cè)到顯性位信號(hào)；3)如果CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤界定符或過載界定符的第8位采樣到一個(gè)顯性位節(jié)點(diǎn)會(huì)發(fā)送一個(gè)過載幀。

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