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第二节 CAN 总线物理层
2.位定时与节点间的同步 如图2-6，一个位的传输时间分为4个时间段。CAN中所有时间都是 以所谓的时间基准单元(TQ, Time Quantum)为单位，它由CAN节点 的时钟频率通过一个可编程的分频器后得到，这部分功能在CAN控 制器中完成。
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信号从发送到接收端的路径和延时如图2-7,一个位的时间 关系是在发送时确定的，当信号通过物理电路到达接收端 时，由于接收节点在网络上的位置不同、延时不同以及各 自使用独立时钟等原因，要保持数据的一致性，需要一个 再同步(Resynchronization) 处理。
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第二节 CAN 总线物理层
二、PLS层 1. 编码/解码 CAN总线使用非归零制编码方式，它在传送连续同极性位时，接收 端没有可用于再同步的信号沿，所以CAN协议中规定发送数据时采 用位填充，即，在发送时，最多可以有5个连续的同极性位。 如果要发送的位流中有5个或以上同极性位时，每发送5个同极性 位则填充一个补位，
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第一节 CAN的基本知识
二、CAN的基本特点； 高速串行数据接口功能 使用廉价物理介质 数据帧短 反应速度快 多站同时发送 错误检测和校正能力强 具有远程数据请求功能 具有全系统数据兼容性 具有丢失仲裁或出错的帧自动重发功能 具有故障节点自动脱离功能 基于事件触发的发送方式
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第一节 CAN的基本知识
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第二节 CAN 总线物理层
一、CAN物理层特点 物理层定义了物理数据在总线上各节点间的传输过程，主要是连 接介质、线路电气特性、数据传输的编码/解码、定时以及同步的 实施标准。
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第二节 CAN 总线物理层
从物理结构上看，一个CAN节点的构成如图2-2
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第二节 CAN 总线物理层
在CAN网络中物理层从功能上又可以分为三层，如图2-3所示。
第二章 控制器局域网 (CAN)
第一节 CAN的基本知识
一、控制器局域网CAN（Controller Area Network） 控制器局域网(CAN)是一个支持分布式实时控制的串行通信网络,主 要用于嵌入式控制器的通信系统及智能装置的开放通信系统。
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第一节 CAN的基本知识
二十世纪八十年代,由于电子系统在汽车上的应用不断普及,车上控 制单元(ECU)不断增加，BOSCH公司提出了最初用于汽车电子装置 互连的控制器局域网CAN串行通信总线系统。之后，CAN被汽车行 业和控制领域广泛应用，它已经成为ISO和SAE标准。
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第二节 CAN 总线物理层
信号传输总的时间延迟Tp包括CAN控制器延时TC（约40~140ns）、 发送/接收器延时Tt（大约120~250ns）和电缆延时Tl (大约5ns)，如 果使用耦合器（隔离器）还要包括这部分的延时，光电耦合器延 时To（Opto-coupler）大约为40-~140ns。由于存在应答过程，实际 延时应当是这些延时总和的两倍:
CAN2.0的分层结构如图2 -1(b),是按ISO/OSI模型对CAN结构的描述。 数据链路层又分为逻辑链路控制和媒体访问控制两个子层。
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第一节 CAN的基本知识
CAN2.0 的MAC层(与CAN1.2 TL层对应)是CAN的核心，主要定义了传 输协议，包括信息帧格式、仲裁方式、应答信号、错误检测、错 误信令和故障限制等。MAC层的约定是固定的。LLC层（对应 CAN1.2 OL 层）的设计有很大的自由度。
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第二节 CAN 总线物理层
CAN物理层中，PLS(Physical Signaling)子层的功能主要由CAN控制器 芯片完成，PMA(Physical Medium Attachment)子层的功能主要由 CAN发送器/接收器电路完成，MDI(Medium Dependent Interface)子 层主要定义了电缆和连接器的特性。
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第一节 CAN的基本知识
SAE按CAN不同的通信速率把它分为三个级别：高速CAN，主要用 于车上动力传动系控制系统和底盘的控制系统；中速CAN，主要用 于车身系统；低速CAN，主要用于车上媒体系统控制（并非用于媒 体信息传送）及仪表板。现在很多汽车产品供货商都提供支持CAN 的相关产品，包括ECU（Electronic Control Units）、微控制器 （Micro-controller）、接口元器件都有支持CAN协议的产品，为 CAN的广泛应用提供了坚实的基础。但随着车上网络系统应用范围 不断扩大和应用层次的深入，也发现了CAN的一些局限性。
Tp = 2(TC + Tt + Tl + To ) 设计时应当保证这些延时小于位传输时的PROG-SEG段的时间长度。
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第二节 CAN 总线物理层
由于上述原因，不同节点上的信号会产生相位移（信号沿 时刻不同），CAN控制器再同步就是用于补偿这个相位差。 如图2-819源自第二节 CAN 总线物理层
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第二节 CAN 总线物理层
ISO11898-2 一个适用于ISO11898-2的网络结构如图2-10，发送/接收器 与总线通过两条线（CAN-HIGH，CAN-LOW）连接，总线 两端有120欧姆的吸收电阻。
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第二节 CAN 总线物理层
在高速发送器情况，如图2-9,这个沿在PHASE-SEG2之前就 检测到了，这时接收端会把PHSAE-SEG2减小一个最大RJW。
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第二节 CAN 总线物理层
三、发送/接收器 Bosch CAN 没有发送/接收器以及以下各层的标准，ISO标准中对发 送/接收器制定了相应标准。发送/接受器在两条线的CAN网络上发 送信号时，一条线称为CAN-HIGH，另一条称为CAN-LOW，两条线 上是差动信号，具体电平和特性取决于适用的标准或设计规范。
三、CAN的一些基本概念 CAN定义了ISO/OSI 网络开放系统模型的最低两层，即数据链路层 和物理层，主要是数据链路层。在不同的CAN版本中对分层的定义 有一些区别。CAN1.2的分层结构如图2-1(a)，数据链路层又分为传 输层和目标层。
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第一节 CAN的基本知识
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第一节 CAN的基本知识