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学习车载测试,绕不开CAN基础知识的学习,今天,我们就一起来看一看CAN基础知识到底是什么:
CAN,即 Controller Area Network,是一种用于实时应用的串行通讯协议总线。
在汽车电子系统中,CAN 总线就像汽车的神经系统,承担着各个部件之间的数据传输的工作,确保车辆的稳定运行。
CAN通讯采用CSMA(载波监听多路访问)/CD(冲突检测)机制。在每个节点的数据发送前,都要先对总线状况进行监听。
如:当到A节点和B节点同时检测到CAN总线空闲并对其进行数据传输时,CAN总线并不会像其他系统那样出现数据混乱的问题。
因为,当检测到冲突时,正在发送的数据节点会立即停止发送,同时对其进行错误标记,并通知总线上的其他节点。
在经过一段时间的等待后,再尝试重新发送。
在CAN的通讯里,位定时传输和差分信号等起着关键性的作用。
前者在于,总线上的每个位点都有固定的时间段;
后者在于通过 CANH 和 CANL 两根线传输差分信号,他们都能准确的传输数据,确保通信的可靠性。
CAN总线有不同类型的帧,每种帧在通信的过程中都扮演着不可或缺的角色。
1. 数据帧
数据帧的主要职责是负责在节点之间传送实际的数据信息,是总线上传输用户数据的主力军。一个完整的数据帧由多个部分组成。
当起始部分是帧起始(SOF),由一个显性位(逻辑 0)构成,宣告数据帧传输的开始;
远程传输请求位(RTR)为 0 时,表示这是数据帧,其主要作用是携带数据。
2. 远程帧
远程帧与数据帧有着相似的结构,但它的使命却截然不同。
远程帧并不用于发送数据,而是作为一种请求工具,用于向总线上的其他节点请求特定的数据 。
3. 错误帧
错误帧是CAN总线的“检测员”,一旦检测到通信过程中出现错误,它就会立即 “拉响警报” ,错误帧由错误标志和错误界定符构成。
4. 过载帧
过载帧用于接收单元向发送单元传达:还未准备好,请稍等的信息 。
当接收单元由于某些原因,暂时无法接收新的数据时,就会发送过载帧。
在 CAN 总线运行过程中,难免会出现一些错误,影响通信的顺畅进行 。常见的错误类型主要有以下几种:
1. 位错误
在发送数据时,发送节点会同时对总线上的电平进行监测,若监测到的电平与发送的电平不一致,则判定为位错误。
2. 应答错误
发生在数据传输的确认环节,若发送节点未收到接收节点的正确应答信号,则会产生应答错误。
3. 填充错误
其与CAN 总线的位填充机制紧密相关,若在数据传输过程中违反了位填充规则,就会导致填充错误。
4. CRC 错误
主要用于检测数据在传输过程中是否发生了损坏。
5. 格式错误
涉及到 CAN 帧的结构完整性, 若帧的格式不符合规定,则会出现格式错误。
那么,汽车为什么要使用CAN通讯呢?其优点有哪些呢?
首先,成本低且简单;其次,数据集中且高效;最后,具有强大的抗电干扰和抗电磁干扰。
综上所述,CAN 作为车载测试领域的关键技术,其从基础定义、独特的通讯机制,到丰富多样的帧类型以及对错误的有效管控。
每一个环节都紧密相扣,共同保障着汽车电子系统稳定且高效地运行。
在汽车智能化、万物联网飞速发展的当下,CAN 技术也在不断演进,未来它将在自动驾驶、车联网等前沿领域发挥更为关键的作用。
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