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关键字：CAN总线 汽车安全 汽车电子
由于汽车产业不断追求安全可靠、极致性能、舒适方便以及低成本等目标，但汽车内高复杂的系统网络，使得线束过于庞大，导致成本提高且网络架构也难以持续提升，与前者形成冲突。
于是德国Bosch在1985年提出CAN BUS(Controller Area Network)，不但解决了车内线束持续增加的问题，还为日后可靠且有效率的网络系统垫定了基础。1993年，CAN BUS更制定为标准化(ISO-11898)，由于具有高可靠性和错误检测能力，也被广泛应用在船舶、航空电子、大众交通、农用设备、医疗设备、工业控制中。
CAN BUS的架构与特色
CAN BUS是一种串行双线式差分传输的技术规格(见图1)，MCU负责运算数据，CAN Controller处理运算后的数据并传送“0”或“1”数据，经过 CAN Transceiver的转换由CAN High和CAN Low产生差分信号(见图2)。其中，CAN High电压减CAN Low电压小于0.5V代表逻辑状态为“1”，而CAN High电压减 CAN Low电压大于0.9V代表逻辑状态为“0”，所以图2中传送位串为101。藉由差分的方式可以避免噪声的产生，而终端电阻120Ω则是防止信息传送后反射造成的干扰。
CAN BUS上最小单位为节点(Node)，每个节点都可以主动发送信息到总线上，也可以要求特定节点回传信息，并不限定于只有一个主控端。每个信息(Message)都是以识别子字段(ID Field )为起头，以识别值决定发送信息的优先权，数值越小优先权越高。所以信息的传递并不是定义在节点上，而是定义在信息上。由于是串接的架构加上识别子(ID)的判定机制，所以软硬件不需要做修正就能够轻易增加或移除节点，不但降低了布线成本也降低了维护的复杂度，这种多主控端架构成就更完整的智能网络设备。
信息传递可透过节点上的设定，使信息可以被每个节点接收至缓冲器内，也可以选择对该信息置之不理。CAN BUS也支持远程数据请求，当该信息识别值符合节点内部的识别值，且该信息是远程信息(Remote Message)时，指定的节点会将相符的数据传送出去。用户便可利用这功能，来进行节点与节点间的沟通。
在CAN BUS上，传输速度最快可达1Mbps，用户可藉由修改位时序设定来修改传输速度，而传输距离随通信速度增加而递减，例如当通信速度40Kbps时，通信距离可达1km;当通信速度1Mbps时，通信距离最远可达40m，据此用户可依照本身的应用做调配。
强大的容错能力
CAN BUS协议具有相当可靠的错误处理和检错机制，这些都是属于硬件自动侦测反应，在此种机制下，网络讯息的传输不但有效率且使用起来更加方便。
自动重传
当总线上的节点侦测到错误时，硬件会自动重新发送该讯息到总线上，直到该讯息有任何节点响应ACK (Acknowledged)后，该讯息才会停止发送。
错误侦测
CAN BUS提供了五种错误侦测机制，分别为位错误(Bit Error)，填充位错误(Stuff Error)，循环冗余代码校验(CRC Error)，格式错误(Form Error)，响应错误(Ack Error)，利用这些错误侦测机制，使得总线上的传输更加稳定，而不需用户介入。
错误通知
侦测到错误发生时，节点会发送错误讯息(Error Message)到总线上，使得总线上的所有节点都知道此时有错误发生，以便作出相对的反应，包括重传或停止发送等。
错误恢复与排除
在CAN协议中规范了每个节点都有传送错误记数器(TEC: Transmit Error Counter)和接收错误记数器(REC: Receive Error Counter)，根据TEC和REC的值来决定目前节点为何种状态，一旦TEC大于255，硬件会让该节点脱机且暂时不接收与发送讯号到总线上，待特定情况发生时，用户才可将该节点重新初始化，并重新开始监控总线上的讯号，如此一来，可避免因各别节点使总线发生严重错误，影响其他节点的传输。
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