CAN概述
CAN是什么？
它代表的是控制器区域网络，而不是车辆区域网络。
它是一种简单且高度可靠的网络，广泛应用于汽车、工业设备等领域。
CAN的历史
| 年 | 历史 |
| 1986 | 博世是第一个正式发布CAN 协议的公司，不久之后，飞利浦（现为恩智浦半导体）成为首批发布集成 CAN 控制器的 MCU 的半导体制造商之一。 |
| 1993 | 国际标准化组织（ISO）将CAN标准化为ISO 11898。此后，它被拆分为三个标准： ISO 11898-1 描述了该协议的数据链路层。 - ISO 11898-2 描述了高速 CAN 的物理层（最大波特率为 1Mbps） ISO 11898-3 是后来发布的，涵盖了低速 CAN（最大波特率为 125kbps）的 CAN 物理层，也称为容错 CAN。 |
| 2012 | 博世发布了CAN FD 1.0（具有灵活数据速率的 CAN），这是一个支持更高数据速率的升级标准。 |
| 2018 | CAN XL （加长型 CAN）问世，可实现更高的数据速率和数据长度。 |
与 CAN 类型的比较
| 物品 | （经典）CAN | CAN FD | 加拿大 XL |
| 出现年份 | 1986 | 2012 | 2018 |
| 最大数据长度 | 8 字节 | 64 字节 | 2048 字节 |
| 最大传动速度 | 1 Mbps | 5-8 Mbps | 10-20 Mbps |
| 帧格式 | 标准帧：11 位 ID | 标准帧：11 位 ID 扩展帧：29 位 ID |
标准帧：11 位 ID |
| 兼容性 | - | 向下兼容 CAN | 向下兼容 CAN FD |
*CAN XL的数据长度增加到2048字节，提高了与以太网（最大1500字节）的兼容性。例如，在进行以太网到CAN XL或CAN XL到以太网的协议转换时，可以在一个帧内完成封装。
使用以太网到 CAN FD 时，需要将数据切成 64 字节的块来创建帧。
CAN帧格式比较
示例：CAN FD 标准数据帧格式
当数据大小不超过 16 字节时：
如果数据大小为 20 到 64 字节：
| 场地 | 解释 |
| SOF（帧起始） | 发送一个占主导地位的“0”来通知其他ECU即将收到消息。 |
|
仲裁 ID（基础 ID） （以下简称“ID”） |
识别消息和优先级。标准 CAN (CAN 2.0A) 帧具有 11 位 ID，而扩展 CAN (CAN 2.0B) 帧具有 29 位 ID。 |
| RRS（远程发送请求） |
作为远程请求替换，主导值固定为“0”。 |
| 集成开发环境 |
指示这是标准格式帧（11 位标识符）还是扩展格式帧（29 位标识符）。 |
| 联邦国防军 |
它被称为灵活数据格式 (FDF) 位，用于指示帧是经典 CAN 还是 CAN FD。 主导“0”：CAN 隐性“1”：CAN FD |
| 余 | 保留位。固定为显性“0”。 |
| 布里斯托尔 | 比特率切换。在 BRS 比特采样点切换到更快的比特率。* 调整采样点时必须小心。 |
| 电离层 | 错误状态指示器。指示发送节点的错误状态。占主导地位的“0”表示错误激活。 |
| DLC（数据长度代码） | 以字节为单位存储数据长度（0 到 64 字节） |
| 数据 | 包含实际数据值，其长度由 DLC 字段决定。 |
| 物品数量 | CAN FD 中添加了一个 4 位区域。从 SOF 到数据字段包含的填充位总数除以 8 所得的余数存储为一个 3 位格雷码值。第 4 位存储偶校验位。 |
|
CRC（循环冗余校验） |
用于检查数据完整性的错误检测代码。 |
| CRC分隔符 | 必须是隐性“1”。 |
| ACK（确认时隙） | 验证 CRC 校验过程是否正确。 |
| ACK 分隔符 | 必须是隐性“1”。 |
| 帧结束 (EOF) | 7 位。帧结束用隐式“1”表示。 |
CAN 功能
以下是CAN总线的五个典型特征。
特点 1：每个 ECU 共享同一总线
特点 2：简化的总线配置和差分信号提高了可靠性
・CAN总线发送和接收数字数据“0”和“1”。
・“0”称为“显性”， “1”称为“隐性” 。
功能 3：优先级由较小的 ID 号决定！
多个节点可能同时开始传输，在这种情况下，优先级较高的消息会优先“赢得”总线访问权限。
・如果设备 A（ID = 110 0 1000111 (0x647)）和设备 B（ID = 110 1 1111111 (0x6FF)）同时发送消息（如下图所示），由于设备 A 的 ID 较小，因此它会继续发送消息。设备 B 将等待总线空闲后再重新发送。
功能 4：过滤并接收必要数据（CAN、CAN FD）
总线上的所有节点都可以发送和接收消息，并且始终监听待广播的消息。任何节点发送的消息都会被广播。
每个节点中的 CAN 控制器可以实现一个过滤器，该过滤器检查广播消息的 ID，如果 ID 在一定范围内则接受该消息，忽略超出该范围的消息。
在下面的示例中，节点 1 发送一条包含当前车辆速度的消息。该消息的ID为0x121 ，因此
- 节点 2 接受ID 范围为 0x100 到 0x1FF 的数据。
- 节点 3接受 ID 在 0x320 到 0x352 范围内的数据，但此消息的 ID 超出了此范围，因此它忽略了该数据。
特性 5：通过错误检测功能提高可靠性
在汽车或工业系统等容不得故障的系统中，可靠性至关重要。为了提高可靠性，系统采用了广泛的错误检测技术，包括在消息级别和比特级别进行错误检查。如果在任一级别检测到错误，则消息不被接受，接收节点会生成一个错误帧。
在消息级别，有CRC 校验（当接收节点计算出的 CRC 值与发送帧中包含的 CRC 值不匹配时，就会发生 CRC 错误）和格式校验（由于 SOF、EOF、ACK 定界符和 CRC 定界符位的逻辑是固定的，如果检测到相反的逻辑，就会发生错误）。
在比特级别，发送节点接收自身发送的消息，并逐位监控（比特监控）。如果读取到的比特与总线上发送的数据比特相反，则会产生错误。
此外，还有一种称为“位填充规则”的机制，如果连续出现五个逻辑电平相同的位，则会插入一个填充位（一个与这五个连续位状态相反的位）。这确保了帧边缘保持网络同步。填充帧由接收节点进行解填充。位填充适用于帧中的所有字段，但 CRC 分隔符、ACK 字段和 EOF 除外。连续出现六个极性相同的位会违反位填充规则，因此被视为错误。
功能概述
综上所述，CAN 总线在汽车和工业应用中具有诸多优势。
成本更低——每个ECU节点都可以通过单个CAN接口进行通信，从而减少布线量、重量和成本。
坚固耐用——CAN高速总线具有很强的抗电磁干扰能力，其差分信号传输方式使其具有极强的抗噪声能力。部分CAN控制器和接收器提供工业级和扩展温度范围的产品。
优先级– 帧开头包含的仲裁 ID 决定了优先级，有助于避免消息之间的冲突。
过滤器——网络上的每个节点都可以接收和发送消息，并确定消息是否合适或应该忽略。
错误检测——CAN 规范包含内置的错误处理机制，每个节点都会检查传输错误，从而提高可靠性。
最后
・CAN 是一种已应用多年的网络，而恩智浦半导体是一家历史悠久的 CAN 公司。恩智浦半导体提供各种 CAN 解决方案，包括集成 CAN 控制器的微控制器和处理器、 CAN 收发器、系统基础芯片，以及配套的开发工具、软件、各种文档和技术支持。
要开始使用 CAN，请使用S32 Design Studio IDE 、 MCUXpresso IDE和基于模型的设计工具箱 (MBDT)中包含的示例。
・点击此处查看有关实际运行 CAN 的文章。
1. 使用环回测试验证 CAN 总线功能。一块 FRDM 板即可满足测试需求。
2. 执行 CAN 通信，并获取和解析 CANFD 帧。*测试需要两块 FRDM 板。
=========================
我们目前无法回复此帖子“评论”部分的评论。
对于由此造成的不便，我们深表歉意。如有任何疑问，请参阅“ NXP技术问题-如何联系我们（日语博客） ”。
（如果您已经是恩智浦的分销商或与恩智浦有合作关系，您可以直接询问负责人。）
本节介绍 CAN 总线/协议的概述和特点。
恩智浦半导体长期以来一直参与 CAN 总线技术，并提供各种 CAN 产品，包括微控制器、处理器和收发器。