CAN 协议基本架构

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基本参照模型

CAN 协议如图1 所示涵盖了 ISO 规定的 OSI*1 基本参照模型中的传输层、数据链路层及物理层；

​ 图1 ISO/OSI 基本参照模型

【注】 *1 OSI：Open Systems Interconnection （开放式系统间互联）

CAN 协议中关于 ISO/OSI 基本参照模型中的传输层、数据链路层及物理层，具体有哪些定义如图2 所示；

​ 图 2 SO/OSI 基本参照模型和 CAN 协议

【注】 *1 LLC : Logical Link Control （逻辑链路控制)

​ *2 MAC : Medium Access Control （媒介访问控制）

• 数据链路层分为 MAC 子层和 LLC 子层，MAC 子层是 CAN 协议的核心部分。

• 数据链路层的功能是将物理层收到的信号组织成有意义的消息，并提供传送错误控制等传输控制的流程；

  具体为消息的帧化、仲裁、应答、错误的检测或报告；

  数据链路层的功能通常在 CAN 控制器的硬件中执行；

• 物理层定义了信号实际的发送方式、位时序、位的编码方式及同步的步骤。

  具体为信号电平、通信速度、采样点、驱动器和总线的电气特性、连接器的形态等均未定义*1。这些必须由用户根据系统需求自行确定。

【注】 *1 驱动器及总线的电气特性等在博世公司的 CAN 规格书中没有定义。但在 CAN 的 ISO 标准

（ISO11898、ISO11519-2 等）中分别定义了总线及驱动器的电气特性等。

CAN 协议标准规格

ISO 标准化的 CAN 协议

CAN 协议经 ISO 标准化后有 ISO11898 标准和 ISO11519-2 标准两种；

ISO11898 和 ISO11519-2 标准对于数据链路层的定义相同，但物理层不同，传输速率不同。

ISO11898

ISO11898 是通信速度为 125kbps-1Mbps 的 CAN 高速通信标准。

目前，ISO11898 追加新规约后，成为 ISO11898-1 新标准。

SO11519

ISO11519 是通信速度为 125kbps 以下的 CAN 低速通信标准。

ISO11519-2 是 ISO11519-1 追加新规约后的版本。

图3 表示 CAN 协议和 ISO11898 及 ISO11519-2 标准的范围。

​ 图 3 ISO 标准化的 CAN 协议

ISO11898 和 ISO11519-2 的不同点

物理层的不同点

标准、PMA 层和 MDI 层

SO11898 和 ISO11519-2 在 CAN 协议中物理层的标准有所不同，如上图 3 所示；

CAN 协议物理层定义了三个子层，ISO11898 和 ISO11519-2 在物理层中的 PMA 层和 MDI 层不同；

CAN 协议的物理层如图 4 所示：

​ 图 4. 物理层

【注】 *1 PLS: Physical Signaling Sublayer （物理信号子层）

​ *2 PMA: Physical Medium Attachment （物理介质连接）

​ *3 MDI: Medium Dependent Interface （介质相关接口）

在物理层（PMA 层、MDI 层），ISO11898 和 ISO11519-2 的主要不同点如图5所示：

​ 图5. ISO11898 和 11519-2 物理层的主要不同点

【注】

*1 通信速度

​ 通信速度根据系统设定。

*2 总线长度

​ 总线的长度根据系统设定。

通信速度和最大总线长度的关系如图 6 所示。

​ 图 6. 通信速度和最大总线长度

*3 总线拓扑

​ CAN 收发器根据两根总线（CAN_High 和 CAN_Low）的电位差来判断总线电平。

​ 总线电平分为显性电平和隐性电平两种。总线必须处于两种电平之一。总线上执行逻辑上线“与”时，

​ 显性电平为“0”，隐性电平为“1”。物理层的特征如图 7所示。

​ 图 7. ISO11898、ISO11519-2 的物理层特征

驱动 IC 的选择

• ISO11898 与 ISO11519-2 的物理层的规格不同，每种规格需要有专门的驱动 IC 与之相对应；

• ISO11898 及ISO11519-2 所对应的主要的驱动 IC 如图 8 所示；

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​ 图 8. ISO11898 及 ISO11519-2 所对应的驱动 IC

CAN 和标准规格

• 不仅是 ISO，SAE*1 等其它的组织、团体、企业也对 CAN 协议进行了标准化；

• 基于 CAN 的各种标准规格如图 9所示；

• 面向汽车的通信协议以通信速度为准进行了分类，如图 10 所示；

​ 表 9. CAN 协议和标准规格

​ 图 10. 通信协议分类

【注】

*1 SAE: Society of Automotive Engineers

*2 Class: SAE 的分类名称