Autosar can协议栈

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本文主要讲解Autosar CAN 协议栈原理、集成及相关调试策略

CAN通信基本原理

CAN通信概述

CAN（Controller Area Network）即控制器局域网络。由于其高性能、高可靠性、及独特的设计，CAN越来越受到人们的重视。国外已有许多大公司的产品采用了这一技术。

CAN最初是由德国的BOSCH公司为汽车监测、控制系统而设计的。现代汽车越来越多地采用电子装置控制，如发动机的定时、注油控制，加速、刹车控制（ASC）及复杂的抗锁定刹车系统（ABS）等。由于这些控制需检测及交换大量数据，采用硬接信号线的方式不但烦琐、昂贵，而且难以解决问题，采用CAN总线上述问题便得到很好地解决。

CAN标准及原理图

CAN总线是一种用于在不同的ECU（电子控制单元）之间传输数据的线，CAN总线协议是一种ISO 国际标准化的串行通信协议，有 ISO-11898 和 ISO-11519两个系列。其定义有： ISO-11898 定义了通信速率为 125 kbps ~1Mbps 的高速 CAN 通信标准，属于闭环总线，传输速率可达1Mbps，总线长度 ≤ 40米，如下图。

ISO11519 定义了通信速率为 10～125 kbps 的低速 CAN 通信标准，属于开环总线，传输速率为40kbps时，总线长度可达1000米，如下图。

CAN特性

传输速率最高可达1Mbps，距离最远可达10km
通信介质选择灵活（双绞线、同轴电缆、光纤）
采用双线差分信号
协议本身对节点的数量没有限制
总线上节点的数量可以动态改变，组网灵活
短帧结构，传输时间短，受干扰概率低
多主站结构，各节点平等，任一节点可在任一时刻主动发送
非破坏性的基于优先级的总线仲裁
优先级通过报文的标识符（ID）区分，报文标识符在网络中是唯一的
1. 标识符描述了数据的含义
2. 某些特定的应用对标识符的分配进行了标准化
广播发送报文，报文可以被所有节点同时接收
根据需要可进行相关性报文过滤

CAN功能特性

CAN总线上，信号表现为电压形式，通过CAN_H和CAN_L线上的电位差来表示CAN信号，分为显性电平(dominant)和隐性电平(recessive)两种类型。其中显性电平规定为逻辑0，隐性电平则为逻辑1。其具体定义可通过下图来理解。

CAN系统构成

有两种，如下图；第三种是CAN收发器也集成到微控制器中