车机技术之CAN、CAN-bus
CAN是车载控制局域网（Controller Area Network）的缩写，是ISO国际标准化的串行通信协议。
在当前的汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，1986年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN通信协议。此后，CAN通过ISO11898及ISO11519进行了标准化，现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。
下图是车载网络的构想示意图，CAN通过多种LAN网关进行数据交换。
总线拓扑
CAN控制器根据两根线上的电位差来判断总线电平。总线电平分为显性电平和隐性电平，二者必居其一。发送方通过使总线电平发生变化，将消息发送给接收方。下图是CAN的连接示意图：
CAN总线特点
多主控制
在总线空闲时，所有的单元都可开始发送消息（多主控制）。最先访问总线的单元可获得发送权（CSMA/CA方式，和以太网CSMA/CD方式类似）。多个单元同时开始发送时，发送高优先级ID消息的单元可获得发送权。
消息的发送
在CAN协议中，所有的消息都以固定的格式发送。总线空闲时，所有与总线相连的单元都可以开始发送新消息。两个以上的单元同时开始发送消息时，根据标识符ID决定优先级。ID并不是表示发送的目的地址，而是表示访问总线的消息的优先级。两个以上的单元同时开始发送消息时，对各消
息ID的每个位进行逐个仲裁比较。仲裁获胜（被判定为优先级最高）的单元可继续发送消息，仲裁失利的单元则立刻停止发送而进行接收工作。
系统的柔软性
与总线相连的单元没有类似于“地址”的信息。因此在总线上增加单元时，连接在总线上的其它单元的软硬件及应用层都不需要改变。
通信速度
根据整个网络的规模，可设定适合的通信速度。在同一网络中，所有单元必须设定成统一的通信速度。即使有一个单元的通信速度与其它的不一样，此单元也会输出错误信号，妨碍整个网络的通信。不同网络间则可以有不同的通信速度。
远程数据请求
可通过发送“遥控帧” 请求其他单元发送数据。
错误检测功能·错误通知功能·错误恢复功能
所有的单元都可以检测错误（错误检测功能）。检测出错误的单元会立即同时通知其他所有单元（错误通知功能）。正在发送消息的单元一旦检测出错误，会强制结束当前的发送。强制结束发送的单元会不断反复地重新发送
此消息直到成功发送为止（错误恢复功能）。
故障封闭
CAN可以判断出错误的类型是总线上暂时的数据错误（如外部噪声等）还是持续的数据错误（如单元内部故障、驱动器故障、断线等）。由此功能，当总线上发生持续数据错误时，可将引起此故障的单元从总线上隔离出去。
连接
CAN总线是可同时连接多个单元的总线。可连接的单元总数理论上是没有限制的。但实际上可连接的单元数受总线上的时间延迟及电气负载的限制。降低通信速度，可连接的单元数增加；提高通信速度，则可连接的单元数减少。
CAN总线协议栈
CAN主要由两个协议定义：ISO11898和ISO11519-2，下图为参考ISO七层模型的对比：
在物理层，ISO11898和ISO11519-2不同，区别见下图，在链路层及往上，两者一致。
总线长度和通信速率的关系如下图所示，速度越高，则距离越短：
CAN速率标准和规格
除了ISO，SAE，其它的组织、团体、企业也对CAN协议进行了标准化。基于CAN的各种标准规格如下表所示：
下表则对面向汽车的通信协议以通信速度为准进行了分类：
CAN消息格式
CAN消息由五种类型的帧组成，数据帧和遥控帧有标准格式和扩展格式两种格式。标准格式有11个位的标识符 （Identifier，简称ID），扩展格式有29个位的ID。更详细的可参考协议ISO11898、ISO11519-2。
数据帧格式
数据帧由帧起始SOF（表示数据帧开始的段）、仲裁段（表示该帧优先级的段）、控制段（表示数据的字节数及保留位的段）、数据段（数据的内容，可发送0～8个字节的数据）、CRC段（检查帧的传输错误的段）、ACK段（表示确认正常接收的段）、帧结束（表示数据帧结束的段）组成。
遥控帧格式（接收单元向发送单元请求发送数据所用的帧）
错误帧格式（用于在接收和发送消息时检测出错误通知错误的帧。错误帧由错误标志和错误界定符构成）
过载帧格式（过载帧是用于接收单元通知其尚未完成接收准备的帧。过载帧由过载标志和过载界定符构成）
帧间隔（帧间隔是用于分隔数据帧和遥控帧的帧。数据帧和遥控帧可通过插入帧间隔将本帧与前面的任何帧（数据帧、遥控帧、错误帧、过载帧）分开，过载帧和错误帧前不能插入帧间隔）
总结
其实CAN总线算是老协议了，基本所有车型都已经采用，在车机上附加CAN盒子也差不多算是标配。
