汽车CAN总线是什么？

汽车CAN总线（Controller Area Network，简称CAN）是一种在汽车领域广泛应用的串行通信协议。

它由德国博世公司在上世纪80年代初开发，旨在解决众多传感器与执行器之间的数据交换问题。CAN总线以其高性能、高可靠性和独特的设计特点，被广泛应用于汽车、航空、工业控制和安全防护等领域。

CAN总线通信的标准化始于1991年，当时制定了CAN总线技术规范。该规范分为A和B两个部分：2.0A定义了CAN报文的标准格式，而2.0B则提供了标准和扩展两种格式。CAN总线通过共享一组公共信息传送线路，将汽车上的各种电子装置与设备连接成一个网络，实现信息共享和控制协调。

CAN总线由多个组件构成，包括控制器、收发器、数据传输终端和传输线。控制器负责接收和处理数据，然后通过收发器将数据转化为电信号传输。数据传输终端是一个电阻，用于防止数据反射和干扰。数据传输线则负责传输数据，通常采用双绞线、同轴电缆或光纤。双绞线的差分电路可以有效消除外部干扰，提高信号质量。

CAN总线的通信速率通常为500kbps、250kbps或125kbps。通信机制类似于“会议”，每个控制单元都有权向总线发送信息，但同一时刻只有一个单元可以发送。总线通过仲裁机制确定优先权，并通过错误检测和恢复机制确保通信的可靠性。

CAN总线具有多种报文类型，包括数据帧、远程帧、错误帧和过载帧。数据帧用于发送数据，远程帧用于请求数据，错误帧用于报告错误，过载帧用于延迟数据传输。CAN总线还支持睡眠模式和唤醒模式，以减少系统电源消耗。

CAN总线的通信协议包括CAN对象层、传输层和物理层。对象层和传输层处理报文的接收、发送和错误检测。物理层负责数据的实际传输，包括位定时和位填充等。

总之，汽车CAN总线是一种高效可靠的通信协议，通过共享公共信息传送线路，实现了汽车各系统之间的信息共享和协调控制。

CAN总线的通信速率通常为500kbps、250kbps或125kbps。在500kbps的通信速率下，传输一帧报文大约需要250μs。对于周期为100ms的报文，在500kbps的通信速率下，传输一帧报文仅占用总时间的0.25%。