第一百三十一章 CAN总线 (第1/2页)

    在前世1980年的早些时候，博世公司的工程师就开始论证当时的串行总线用于客车系统的可行性。

    因为没有一种现成的网络方案能够完全满足汽车工程师们的要求，于是，在1983年初，UweKiencke开始研究一种新的串行总线。

    新总线的主要方向是增加新功能、减少电气连接线，使其能够用于产品，而非用于驱动技术。来自Mercedes－Benz的工程师较早制定了总线的状态说明，而Intel也准备作为半导体生产的主要厂商。当时聘请的顾问之一是来自于德国Braunschweig－Wolfenbüttel的AppliedScience大学教授WolfhardLawrenz博士给出了新网络方案的名字“ControllerAreaNetwork”,简称CAN。来自Karlsruhe大学的教授HorstWettstein博士也提供了理论支持。

    经过三年的研发，于1986年2月，CAN诞生了。

    在底特律的汽车工程协会大会上，由博世公司研究的新总线系统被称为“汽车串行控制器局域网”。UweKiencke、SiegfriedDais和MartinLitschel分别介绍了这种多主网络方案。

    此方案基于非破坏性的仲裁机制，能够确保高优先级报文的无延迟传输。并且，不需要在总线上设置主控制器。此外，CAN之父——上述几位教授和博世公司的WolfgangBorst、WolfgangBotzenhard、OttoKarl、HelmutSchelling、JanUnruh已经实现了数种在CAN中的错误检测机制。

    该错误检测也包括自动断开故障节点功能，以确保能继续进行剩余节点之间的通讯。传输的报文并非根据报文发送器/接收器的节点地址识别（几乎其它的总线都是如此），而是根据报文的内容识别。同时，用于识别报文的标识符也规定了该报文在系统中的优先级。

    当关于这种革新的通讯方案的大部分文字内容制定之后，于1987年中期，Intel提前计划2个月交付了首枚CAN控制器：82526，这是CAN方案首次通过硬件实现。

    仅仅用了四年的时间，设想就变成了现实。不久之后，Philips半导体推出了82C200。这两枚最先的CAN控制器在验收滤波和报文控制方面有许多不同。一方面，由Intel主推的FullCAN比由Philips主推的BasicCAN占用较少的CPU载荷；另一方面，FullCAN器件所能接收的报文数目相对受到限制，BasicCAN控制器仅需较少的硅晶体。在后期的CAN控制器中，“孙子”辈们在同一模块中的验收滤波和报文控制方面仍有相当的不同，制造出BasicCAN和FullCAN两大阵营。

    在1990年早些时候，博世CAN规范（CAN2.0版）被提交给国际标准化组织。在数次行政讨论之后，应一些主要的法国汽车厂商要求，增加了“VehicleAreaNetwork（VAN）”内容，并于1993年11月出版了CAN的国际标准ISO11898。

    除了CAN协议外，它也规定了最高至1Mbps波特率时的物理层。同时，在国际标准ISO11519－2中也规定了CAN数据传输中的容错方法。1995年，国际标准ISO11898进行了扩展，以附录的形式说明了29位CAN标识符。

    但令人伤心的是，所有出版的CAN规范均包含错误或者不完整。因此，为避免出现不兼容的CAN应用，博世公司一直在进行验证CAN芯片是否基于博世的CAN参考模型的工件。此外，几年来在Lawrenz教授领导下，位于德国Braunschweig/Wolfenbüttel的－－－AppliedScience大学进行CAN的一致性测试，测试模式基于国际标准测试规范－－－－－ISO16845。

    在修订的CAN规范正在标准化中。ISO11898－1称为“CAN数据链路层”，ISO11898－2称为“非容错CAN物理层”，ISO11898－3称为“容错CAN物理层”。国际标准ISO11992（卡车和拖车接口）和ISO11783（农业和森林机械）都在美国标准J1939的基础上定义了基于CAN应用的子协议，但是它们并不完整。

    尽管当初研究CAN的起点是应用于客车系统，但CAN的第一个市场应用却来自于其他领域。特别是在北欧，CAN早已得到非常普遍的应用。在荷兰，电梯厂商Kone使用CAN总线。瑞士工程办公室Kvaser已建议将CAN应用至一些纺织机械厂（LindauerDornier和Sulzer），并由他们提供机器的通讯协议。

    这一领域中，在Lars－BernoFredriksson的领导下，公司建立了“CAN纺织机械用户集团”。到1989年，他们已研究出通讯原理，并于1990年早期帮助建立“CANKingdom”开发环境。

    尽管CANKingdom并不是一种基于OSI参考模型的应用层，但它被认为是基于CAN的高层协议的原型。在荷兰，Philips医疗系统决定使用CAN构成X光机的内部网络，成为CAN的工业用户。主要由TomSuters发表的“Philips报文规范——PMS”提出了CAN网络的第一个应用层。来自德国Weingarten的AppliedScience大学教授KonradEtschberger博士也持同样的观点。他管理SteinbeisTransferCenterforProcessAutomatio