CAN总线协议当中的媒体访问控制层

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本文主要讲述了CAN总线协议当中的媒体访问控制层的一些概念和特征。当然,我们也对CAN总线协议的基本情况作了简单的介绍。

说到协议,不少人总是先想到网络和计算机。的确,计算机和网络是协议的大户,但是随着电子化不断的发展,越来越多的领域都开始使用近乎和计算机同样智能的电子设备,当中也会涉及到协议问题。现在我们为大家介绍的就是CAN总线协议。CAN总线最初是德国BOSCH为汽车行业的监测,控制而设计的。现已应用到铁路、交通、国防、工程、工业机械、纺织、农用机械、数控、医疗器械机器人、楼宇、安防等方面。现在我们就来了解一下有关的协议问题吧。

CAN总线协议

下面对CAN总线协议的媒体访问控制子层的一些概念和特征做如下说明:

(1)报文(Message) 总线上的报文以不同报文格式发送,但长度受到限制。当总线空闲时,任何一个网络上的节点都可以发送报文。

(2)信息路由(Information Routing) 在CAN中,节点不使用任何关于系统配置的报文,比如站地址,由接收节点根据报文本身特征判断是否接收这帧信息。因此系统扩展时,不用对应用层以及任何节点的软件和硬件作改变,可以直接在CAN中增加节点。

(3)标识符(Identifier) 要传送的报文有特征标识符(是数据帧和远程帧的一个域),它给出的不是目标节点地址,而是这个报文本身的特征。信息以广播方式在网络上发送,所有节点都可以接收到。节点通过标识符判定是否接收这帧信息。  
 
(4)数据一致性应确保报文在CAN里同时被所有节点接收或同时不接收,这是配合错误处理和再同步功能实现的。

(5)位传输速率不同的CAN系统速度不同,但在一个给定的系统里,位传输速率是***的,并且是固定的。

(6)优先权 由发送数据的报文中的标识符决定报文占用总线的优先权。标识符越小,优先权越高。

(7)远程数据请求(Remote Data Request) 通过发送远程帧,需要数据的节点请求另一节点发送相应的数据。回应节点传送的数据帧与请求数据的远程帧由相同的标识符命名。

(8)仲裁(Arbitration) 只要总线空闲,任何节点都可以向总线发送报文。如果有两个或两个以上的节点同时发送报文,就会引起总线访问碰撞。通过使用标识符的逐位仲裁可以解决这个碰撞。仲裁的机制确保了报文和时间均不损失。当具有相同标识符的数据帧和远程帧同时发送时,数据帧优先于远程帧。在仲裁期间,每一个发送器都对发送位的电平与被监控的总线电平进行比较。如果电平相同,则这个单元可以继续发送,如果发送的是“隐性”电平而监视到的是“显性”电平,那么这个单元就失去了仲裁,必须退出发送状态。

(9)总线状态 总线有“显性”和“隐性”两个状态,“显性”对应逻辑“0”,“隐性”对应逻辑“1”。“显性”状态和“隐性”状态与为“显性”状态,所以两个节点同时分别发送“0”和“1”时,总线上呈现“0”。CAN总线采用二进制不归零(NRZ)编码方式,所以总线上不是“0”,就是“1”。但是CAN总线协议并没有具体定义这两种状态的具体实现方式,如图7-7所示。

10)故障界定(Confinement) CAN节点能区分瞬时扰动引起的故障和***性故障。故障节点会被关闭。

(11)应答接收节点对正确接收的报文给出应答,对不一致报文进行标记。

责任编辑:佟健 来源: UmlChina.com
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