自從具有控制器區(qū)域網(wǎng)(can)硬件的微控制器于1993年推出以來，基于can系統(tǒng)的應(yīng)用有了穩(wěn)步的增長(zhǎng)。自其問世十年來，can現(xiàn)在已穩(wěn)坐車載和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的頭把交椅。這一穩(wěn)步增長(zhǎng)可歸功于以下幾個(gè)因素：1.在創(chuàng)始人robert bosch的年代，有很好的契機(jī)、巨大的全球車載、消費(fèi)和工業(yè)品制造市場(chǎng)；2. 支持這一協(xié)議的微控制器和收發(fā)器芯片等低成本硬件獲得了廣泛應(yīng)用；3. 在增加產(chǎn)量和降低硬件成本雙重因素的作用下，can技術(shù)的發(fā)展得到鞏固。

    隨著業(yè)界最小、成本最低的can微控制器的出現(xiàn)，它進(jìn)一步降低了采用can系統(tǒng)的成本并為基于can節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)開辟了更多的應(yīng)用領(lǐng)域，因而顯得意義重大。雖然本地互聯(lián)網(wǎng)(lin)這樣的網(wǎng)絡(luò)因其較低實(shí)現(xiàn)成本而經(jīng)常受到關(guān)注，但是，成本持續(xù)降低的can系統(tǒng)卻因其魯棒性與成本的比率對(duì)許多設(shè)計(jì)者具有強(qiáng)大的吸引力而實(shí)實(shí)在在地開始侵入lin的市場(chǎng)。

    除了車載系統(tǒng)，can網(wǎng)絡(luò)也可用于樓宇自動(dòng)化、天氣和燈光控制、空調(diào)、報(bào)警系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、電梯/ 升降機(jī)、自動(dòng)販賣機(jī)和電機(jī)控制。未來，這一應(yīng)用的范圍會(huì)持續(xù)擴(kuò)大，任何需要快速、穩(wěn)定、低成本網(wǎng)絡(luò)的場(chǎng)合均將成為can節(jié)點(diǎn)的備選應(yīng)用，盡管目前已經(jīng)建立了1億5千萬(wàn)個(gè)can節(jié)點(diǎn)。

    車載網(wǎng)絡(luò)

    盡管現(xiàn)在can應(yīng)用增幅最大的領(lǐng)域或許在工業(yè)控制，但是，can的傳統(tǒng)應(yīng)用顯然在車載領(lǐng)域。

    車載網(wǎng)絡(luò)化的主要目的是解決成本增加和多種電子系統(tǒng)造成的重量增加的問題。每個(gè)系統(tǒng)通常含有自身的配線線束，該配線線束連接到ecu、電池、儀表控制板、傳感器和激勵(lì)器，由分開的銅線組成的配線明顯地增加了車載的重量。在復(fù)用網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)以前，一輛豪華轎車可能含有由約1500根單線和2000多個(gè)接線端組成的超過1英里長(zhǎng)的絕緣配線，加之其昂貴和笨重，人們已漸漸不可能將更多的配線線束置入車內(nèi)。

    傳統(tǒng)的配線系統(tǒng)是多種可靠性問題的禍根。由于連接了所有的電子系統(tǒng)，互聯(lián)得越多，出現(xiàn)機(jī)械連接問題的幾率就越大，所以許多現(xiàn)場(chǎng)故障都起因于互聯(lián)問題也就不足為奇了。

    對(duì)于這一問題的解決方案是在可能的地方替換掉所有的獨(dú)立的配線系統(tǒng)，采用復(fù)用串行通信網(wǎng)絡(luò)。理論上講，就是采用單一總線系統(tǒng)將車載中所有的相關(guān)系統(tǒng)連接起來，這樣會(huì)減少線束的數(shù)量、重量、成本、縮短裝配時(shí)間，并且通過減少互連線的數(shù)量能夠提高可靠性。圖1中所示的簡(jiǎn)圖是采用常規(guī)配線方式和復(fù)用配線系統(tǒng)的兩種門控系統(tǒng)的比較。圖左手邊的門使用了大量的線來連接到功能門控裝置并且必須穿過門。圖右手邊所示的門使用了復(fù)用配線系統(tǒng)，該系統(tǒng)被連接到儀表系統(tǒng)的控制器上，復(fù)用配線系統(tǒng)使用了相當(dāng)少的配線和連接點(diǎn)。

    車載網(wǎng)絡(luò)信息通過串行信息包來傳遞。它們通常由三個(gè)部分組成：報(bào)頭、信息包的目的地址、和數(shù)據(jù)，長(zhǎng)度通常為3-12個(gè)字節(jié)，以及數(shù)據(jù)校正位和循環(huán)冗余代碼或校驗(yàn)和來確保信息包不被破壞。

    網(wǎng)絡(luò)也可提高對(duì)車載故障的診斷能力。不需要調(diào)試多種不同的系統(tǒng)來查找錯(cuò)誤，已聯(lián)網(wǎng)的車載設(shè)備通常用一個(gè)端口(通常在儀表盤下面)與診斷設(shè)備連接。由于每一個(gè)電子系統(tǒng)被網(wǎng)絡(luò)連接到一起，通過這一端口可以訪問到車內(nèi)所有的電子系統(tǒng)，故障或狀態(tài)信息的采集也比檢查幾種不同的獨(dú)立系統(tǒng)要容易得多。

    can微控制器

    圖2所示是基于微控制器的can控制器的基本要求。這一裝置是基于can系統(tǒng)的基本元件并且用于網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，硬件通常作為智能裝置的形式存在，就像連接到網(wǎng)絡(luò)上用于控制系統(tǒng)的微控制器那樣的模塊。

    這個(gè)模塊通常包括： 一個(gè)與中央處理單元(cpu)的簡(jiǎn)單接口以便由系統(tǒng)軟件控制、一個(gè)從cpu無(wú)縫或同步向can 總線傳輸數(shù)據(jù)的緩沖級(jí)、一個(gè)負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)打包為can總線所要求的格式并最終將這個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)桨?dú)立的“物理層”的“協(xié)議處理”級(jí)。

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