通信教程 | 概述第一二三代CAN总线

Posted 2022-02-21 strongerHuang

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CAN的应用越来越广，汽车电子、工业控制、大型仪器设备等随处可见CAN总线。

1986年：推出了CAN总线；

2012年：推出了CAN FD；

2020年：推出了新一代的CAN XL；

第一代CAN

CAN：Controller Area Network，即控制器局域网络，属于工业现场总线，是ISO国际标准化的串行通信协议。

CAN总线是国际上应用最广泛的现场总线之一，目前已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线。

从OSI（Open System Interconnection开放系统互联）7层网络模型的角度来看，CAN现场总线仅仅定义了第 1 层（物理层）和第 2 层（数据链路层）。

我之前写过很多关于CAN及CANOpen的内容，可以在我公众号主页搜索，或后台回复“CAN”查看更多内容。

第二代CAN

CAN FD：CAN with Flexible Data-Rate，翻译为可变速率的CAN。

在经典CAN的基础上增加传输速率，数据域可传输64byte，也就是可变速的功能，是CAN的升级版。

CAN FD 采用了两种方式来提高通信的效率：

• 缩短位时间提高位速率；

• 加长数据场长度减少报文数量降低总线负载率。

在 CRC 校验段采用了三种多项式来保证高速通讯下的数据可靠性。

参考官网：

https://www.can-cia.org/can-knowledge/can/can-fd

第一代和第二代CAN区别

1.数据位数不同

• CAN：一帧数据最长8字节

• CAN FD：一帧数据最长64字节

2.速度不同

• CAN：最大1Mbit/s

• CAN FD：大于1Mbit/s

（在仲裁阶段，限制为 1 Mbit/s）

当然，除了数据位的区别，还有可变速率、帧格式等不同，具体可参看官方文档：

www.can-cia.org

第三代CAN

继CAN、 CACN FD之后，在2020年1月，CiA官方推出了全新一代的CAN XL。

CAN XL将提供一个最大2048字节的数据字段。网络层可以将11位优先级字段用于寻址目的，并指示数据字段的内容。

CAN XL帧通过两个CRC（循环冗余校验）进行保护，可以检测到五个随机分布的误码。

CAN XL是一种高度可扩展的通信技术，涉及比特率和数据字段的长度。物理层仍在开发中。目标是达到高达10+ Mbit/s的比特率。

CAN XL针对面向区域的异构网络体系结构进行了优化，这种方案可满足未来车载网络长度的优化要求，减少布线。

更多详情，请参考：

https://www.can-cia.org/can-knowledge/can/can-xl

https://www.can-cia.org/news/cia-in-action/view/can-xl-is-knocking-on-the-door/

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