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1、第6卷第2期南京工业职业技术学院学报Vo.l6,No.22006年6月JournalofNanjingInstituteofIndustryTechnologyJun.,2006文章编号:1671-4644(2006)02-0049-03汽车电子中CAN总线应用赵星(无锡商业职业技术学院现代教育技术中心,江苏无锡214063)摘要:论述了CAN总线在汽车电子应用中的原理和当前应用情况,从性能,调度算法,CAN协议,可靠性四个方面分析了CAN总线的不足,提出了一系列解决的方案,对CAN总线技术在汽车电子领域的发展具有重要意义。关键词:CAN总线;CA
2、N协议;汽车电子中图分类号:TP339文献标识码:A活,采用非破坏性总线裁决技术,具有点对点,一点1CAN总线的结构和特点对多点及全局广播传送接收数据的功能,通讯介质1986年2月,RobertBosch公司在SAE(汽车工无特殊要求,抗干扰能力强。程协会)大会上介绍了一种新型的串行总线由于CAN总线具有成本低,可靠性高,传输速[1]CAN控制器局域网。在90年代后期汽车制造商率快,通信距离较远,易于使用、维护和网络扩展,目如宝马、大众等纷纷在他们的汽车上采用CAN网前已广泛应用于高档汽车(事实上是汽车中各控制络。如今,CAN网络在汽车电子方面的
3、应用迅猛发部件之间通信的国际标准)。[2]展。CAN定义了汽车内部测量与执行部件之间的2CAN在汽车电子方面的应用数据通信协议。基于OSI模型,并进行优化,如图1所示,采用其中的物理层、数据链路层、应用层,提高CAN总线是为汽车而开发的串行数据通信总了实时性。其中,物理层决定了实际位传送过程中线,在世界上举足重轻的一些汽车制造商都积极将的电气特性,在同一网络中,所有节点的物理层必须CAN总线用在新型汽车上。保持一致,但可以采用不同方式的物理层;数据链路以CAN总线技术组建汽车网络,用于动力控制层的功能包括:帧组织形式、总线仲裁和检错、错误管理、电子门窗控制、多
4、媒体控制管理等方面,就形报告及处理、确认要发送的和接收到地信息、为应用成了所谓的基于CAN的车内网络。层提供了接口;而应用层则处理应用层上的服务。汽车控制系统通过CAN网络实现现场控制的原理是:首先,在构建CAN网络时,先把汽车内部的所有功能单元,如:汽车动力控制、车内照明、门窗、多媒体等,处理成统一的受控单元ECU而不区分它们的具体结构功能要求,然后再用一条CAN总线把它们连接起来,构成最简易的CAN网络骨架。之后,开始考虑在CAN总线与各个ECU之间的通信连接问题,比如在它们中间要插入CANTransceiver和CANController等,如果CAN网络
5、下接有子网络,则应图1CAN的分层结构图该加入网关或者接口。车内CAN网络连接的框架如图CAN网络具有以下的优点:不分主从,通讯灵2所示。收稿日期:2005-12-14作者简介:赵星(1980-),女,辽宁丹东人,无锡商业职业技术学院助教,南京理工大学2004级硕士研究生。50南京工业职业技术学院学报第6卷第2期图2车内CAN网络连接框架图3.3协议方面3CAN在汽车电子应用中的不足及针对CAN协议不能在各个工作站之间公平地改善分配带宽,当传输消息的时候,不能令人满意的分配3.1性能方面传输的延时等问题,我们可以改进CAN协议,或者CAN的性能方面提
6、高可以通过以下几种方法:开发高层的协议。对CAN的LLC层进行微小的修(1)对网络上传输的各种消息延迟进行分析,揭示改,改变消息过滤时对于ID的解释,并兼容原来的[5]消息延迟,消息优先级和系统负载之间的关系;(2)协议。为保证在总线的负载较重的情况下传输延[6]采用某种模型进行分析,比如利用基于形式化的Z时的不确定性,可以利用CAN中的保留位,允许技术,开发一种精确的和可分析的结构化标准,并进应用程序指定自己可以容忍的传输周期;针对CAN行定性和定量的校验。也可用概率模型,提出一种不能在设备间公平共享带宽和确定的时延的问题,分析出现超过最后期限的最差情况的概率
7、;(3)开对上层进行修改,引入分布式优先级队列和优先级发一个实现CAN控制器的IP核,利用它搭建了一提升机制,进行ID的重新分配工作。个有数个节点组成的网络环境。3.4可靠性方面3.2调度算法方面增减网络在恶劣的环境中的可靠性,可以扩大调度算法的优劣,直接影响到网络的性能和使应用的范围,提高网络的可信性。针对CAN中消息用环境,以及网络的利用率,是网络优化的重要方可能被接收器或者接收器的子集重复投递引起的不[7]面。调度算法可以从以下几个方面进行改善。(1)一致性问题,我们可以利用原子广播,保证消息在[3]带宽的有效分配,提出一种带宽分配算法,可以满CAN网
8、络中的可靠传输。足实时应
