CAN总线特征和分层结构解析-新能源汽车大数据应用技术

CAN总线是一种串行数据通信协议，其通信接口集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等工作。

CAN总线特点如下：

①可以多主方式工作，网络上任意一个节点均可以在任意时刻主动地向网络上的其他节点发送信息，而不分主从，通信方式灵活。

②网络上的节点（信息）可分成不同的优先级，可以满足不同的实时要求。

③采用非破坏性位仲裁总线结构机制，当两个节点同时向网络上传送信息时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响地继续传输数据。

④可以采用点对点、一点对多点（成组）及全局广播几种传送方式接收数据。

⑤直接通信距离最远可达10km（速率5kbit/s以下）。

⑥通信速率最高可达1MB/s（此时距离最长40m）。

⑦节点数实际可达110个。(https://www.xing528.com)

⑧采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个。

⑨每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，数据出错率极低。

⑩通信介质可采用双绞线、同轴电缆和光导纤维，一般采用廉价的双绞线即可，无特殊要求。

⑪节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，切断它与总线的联系，以使总线上的其他操作不受影响。

CAN总线的分层结构，按照IEEE 802.2和802.3标准，物理层划分为物理信令子层（Physical Signaling Sublayer，PSS）、物理媒体附属装置（Physical Medium Attachment，PMA）和媒体相关接口（Medium Dependent Interface，MDI）。数据链路层划分为逻辑链路控制（Logic Link Control，LLC）和媒体访问控制（Medium Access Control，MAC）。

CAN（2.0B）定义了MAC子层和LLC子层的一部分，并描述与CAN有关的外层。LLC子层的主要功能是为数据传送和远程数据请求提供服务，确认由LLC子层接收的报文已被接收，并为恢复管理和通知超载提供信息。MAC子层是CAN协议的核心，它描述由LLC子层接收到的报文和对LLC子层发送的认可报文，具有数据封装/拆装、帧编码、媒体访问管理、错误监测、出错标定等功能。MAC子层由一个被称为故障界定的管理功能实时监控，它具有识别永久故障或短暂扰动的自检机制。

物理层的功能是实现有关电气特性信号在不同节点间的传送。物理层定义了信号怎样进行发送，涉及位定时、位编码和同步的描述。在这部分技术规范中，未定义物理层中的驱动器和接收器特性，以便设计时根据具体应用，对发送媒体和信号电平进行优化。