CAN BUS汽車總(zǒng)綫測試應(yīng)用方案(àn)簡介
傳送(sòng)數據的標準(zhǔn)數據格(gé)式（Basic Data Frame）
CAN BUS列(liè)表(biǎo)協定(dìng)分(fēn)析格(gé)式
圖一CAN BUS傳(chuán)送格式(shì)
Start of frame
：任何(hé)格式起始位(wèi)一(yī)定為0
，表(biǎo)示要求遠方傳數(shù)據回來。
Arbitration Field:Identifier為(wéi)11bits主要(yào)功能是信號(hào)發送時的順序(xù)排列
，數(shù)值越(yuè)小優先權越(yuè)高(gāo)
，而排(pái)列由(yóu)ID-10至ID-0
，而ID-10至(zhì)ID-4不(bù)可皆為(wéi)1。後RTR（RemoteTransmit Request）為(wéi)傳送或遠(yuǎn)程(chéng)要求的(dí)判斷(duàn)位
，當RTR=0表示(shì)傳Data出(chū)去
，RTR=1表示要求遠方(fāng)傳(chuán)數(shù)據(jù)回來(lái)。
Control Field
：控製段(duàn)由6個(gè)位組成
，包(bāo)括(kuò)數據(jù)長(cháng)度代碼(mǎ)和兩個將(jiāng)來作(zuò)為擴展(zhǎn)格(gé)式(shì)用(yòng)的(dí)保留位(wèi)。所(suǒ)發(fā)送的保(bǎo)留位必(bì)需為(wéi)0。接收器(qì)接(jiē)收所有(yǒu)由(yóu)0和(hé)1組合在(zài)一(yī)起(qǐ)的(dí)位元。如(rú)圖二及圖(tú)三控(kòng)製段(duàn)的(dí)IDE和(hé)RB0是(shì)保留位一(yī)定是0
，後麵的(dí)4bit隻能(néng)是0-8
，表(biǎo)示後(hòu)續data段(duàn)將(jiāng)傳幾(jī)個bytes的(dí)數據(jù)。
數據格式(shì)可分為標準格式（Basic CAN）與擴(kuò)展格(gé)式（Peli CAN）
，標(biāo)準(zhǔn)格(gé)式傳(chuán)送數(shù)據(jù)的(dí)格式(shì)（Data Frame）如圖一CAN BUS傳(chuán)送格式(shì)
，報文的格(gé)式分成Start of bit（SOB），Arbitra-
tion Field，Control Field，Data Filed，CRC Filed，ACK Filed，END of Frame。

High Quality Pr ofessional Instruments
圖二Control Field -1
圖三Control Field -2

Data Field
：所需要(yào)傳(chuán)的(dí)數據
，先傳MSB
，隻(zhī)能傳0-8bytes的Data。
CRC Field:16bit CRC驗證碼
，後一個Del為(wéi)界(jiè)定符
，固(gù)定為1。
Ack Field
：此為接收端的回傳(chuán)信(xìn)息(xī)
，有兩個(gè)位
，後(hòu)一個Del為(wéi)界定(dìng)符(fú)
，固定為1。若接(jiē)收成(chéng)功Ack就(jiù)回(huí)傳0
，則傳送端就知道接(jiē)收(shōu)端已(yǐ)接(jiē)收(shōu)到(dào)數(shù)據。
END of Frame :1111111（2）表結束。
傳(chuán)送(sòng)數(shù)據(jù)的擴(kuò)展(zhǎn)數據格式（Peli Data Frame）
圖四(sì)擴(kuò)展(zhǎn)格(gé)式(shì)（Peli CAN）
擴展格式（Peli CAN）中
，傳送數據(jù)的(dí)數據格式(shì)（Data Frame）如圖四
，報文(wén)的格(gé)式也分成(chéng)Start of bit（SOB），Arbitration Field，Control Field，Data Filed，CRCFiled，ACK Filed，END of Frame等七小(xiǎo)節(jié)。不過Arbitration Field的部(bù)分多了(liǎo)18bit
，而(ér)SRR與IDE皆為(wéi)1。

圖五Remote Transmit Request Frame
向遠端(duān)要求數據(jù)的遠(yuǎn)程格式(shì)（Remote Transmit Request Frame）
當(dāng)RTR=1
，表(biǎo)示(shì)向遠(yuǎn)端要求數(shù)據的(dí)遠程(chéng)格式(shì)Remote Transmit Request Frame
，此(cǐ)時的DLC3..DLC0為所需(xū)回傳(chuán)數(shù)據的(dí)Data bytes。且(qiě)此(cǐ)格(gé)式(shì)無Data Filed
，如圖五(wǔ)。
圖(tú)六Error Frame
向節點報告出錯(cuò)的(dí)出錯格(gé)式(shì)（Error Frame）
主(zhǔ)動錯(cuò)誤標誌由(yóu)6個連續(xù)的顯性位(wèi)構(gòu)成。這種位順序主動打破了位填充(chōng)規則(zé)。所(suǒ)有其(qí)他(tā)站(zhàn)在識別到(dào)產生的位(wèi)填充錯誤(wù)後(hòu)
，會自行產(chǎn)生錯誤幀(zhēn)
，稱為(wéi)錯誤響(xiǎng)應標誌。
錯誤(wù)標(biāo)誌字段因(yīn)此(cǐ)包(bāo)含(hán)6到12個(gè)連續顯性(xìng)位（由1個或(huò)多(duō)個節(jié)點產(chǎn)生(shēng)）。錯誤(wù)幀以(yǐ)錯誤定界(jiè)符字段為(wéi)結束。在錯(cuò)誤(wù)幀發送(sòng)完(wán)畢後
，列表(biǎo)協定(dìng)分(fēn)析(xī)活(huó)動恢復(fù)正常狀(zhuàng)態(tài)
，被(bèi)中斷的節點會(huì)嘗試重新發(fā)送被中止(zhǐ)的報文(wén)。錯(cuò)誤(wù)界定符
：錯誤定界符由8個(gè)隱性字節(jié)成
，允(yǔn)許列(liè)表(biǎo)協定分析節點在(zài)錯誤(wù)發(fā)生後重新啟(qǐ)動(dòng)列表協定(dìng)分析通信
，如圖六。

節(jié)點電(diàn)路(lù)尚未(wèi)準備好會要(yào)求(qiú)延(yán)遲(chí)傳(chuán)送的過(guò)載(zǎi)格式（Overload Frame）
節點的內(nèi)部(bù)條(tiáo)件（節點處理(lǐ)數據(jù)中
，對於下(xià)一(yī)筆數據(jù)需(xū)要延遲(chí)）
，起始(shǐ)於個間(jiān)歇(xiē)期間(jiān)位(wèi)。
間(jiān)歇(xiē)期間(jiān)檢(jiǎn)測到(dào)”0”
，起始於(yú)檢測到(dào)間歇期(qī)間為(wéi)”0”的(dí)下一個(gè)位。
過(guò)載標(biāo)誌(zhì)會發出六(liù)個”0”
，此六個(gè)”0”會破壞間歇(xiē)的(dí)格(gé)式
，使(shǐ)其他(tā)節(jié)點(diǎn)知道(dào)此時有節(jié)點發(fā)出過載(zǎi)標誌。當發送完過(guò)載(zǎi)標誌
，節點會(huì)發(fā)出8個”1”
，其他節(jié)點(diǎn)也會在完成後發出(chū)7個”1”。
圖(tú)七Overload Frame
報文(wén)間的空隙(xì)（Interframe Space）
報文間的空隙分為間歇與(yǔ)bus空閒兩種。間(jiān)歇為3個”1”
，此(cǐ)期間(jiān)不可傳(chuán)送(sòng)任(rèn)何信息
，除(chú)了(liǎo)過載(zǎi)格(gé)式例外(wài)。bus空閒為(wéi)各節點都(dū)未發送數(shù)據
，所以此(cǐ)長度(dù)示任(rèn)意(yì)的
，任何節(jié)點都(dū)可(kě)在此時發(fā)送自(zì)己(jǐ)的(dí)數(shù)據。當有(yǒu)節(jié)點(diǎn)處於(yú)錯(cuò)誤(wù)被動(dòng)
，會(huì)在間歇(xiē)後發(fā)出8個”1”
，讓(ràng)其(qí)他的節(jié)點有機(jī)會重發(fā)自(zì)己的(dí)信息。
如(rú)圖七所(suǒ)示(shì)
，有兩個(gè)方式會(huì)產生過載(zǎi)格(gé)式(shì)
：

CAN BUS汽(qì)車總綫測試應(yīng)用方(fāng)案
車(chē)用(yòng)電(diàn)子(zǐ)列(liè)表(biǎo)協定有很多種
，應(yīng)用(yòng)較(jiào)多的有LIN
，CAN，FlexRay，TIP/C，SAEJ1850，TFCAN，ASRB，MOST等。美(měi)國(guó)汽車工(gōng)程師協會（SAE）根據速(sù)率將(jiāng)車(chē)用電子信號(hào)劃分(fēn)為(wéi)A，B，C三(sān)類(lèi)。
A類(lèi)
：
列表(biǎo)協定(dìng)標準包括(kuò)TTP/A（Time Triggered Protocol/A）和LIN（Local Interconnect Net-work）
，其(qí)傳輸速率較(jiào)低(dī)。
B類
：
列(liè)表協(xié)定標準(zhǔn)主(zhǔ)要包括J1850，VAN
，低速CAN。
C類
：
列(liè)表協定(dìng)標(biāo)準主(zhǔ)要(yào)包(bāo)括(kuò)TTP/C，FlexRay和(hé)高速CAN（ISO11898-2）都(dū)用(yòng)於(yú)與(yǔ)汽(qì)車(chē)安全(quán)相關以(yǐ)及即時性要(yào)求比較高(gāo)的(dí)地方。如(rú)動力係(xì)統(tǒng)
，其(qí)傳(chuán)輸速(sù)率(shuài)比較(jiào)高
，通常(cháng)在125kb/s到10Mb/s之間
，必(bì)須支持即時的周(zhōu)期(qī)性(xìng)的(dí)參數傳輸。
以(yǐ)目前中國台灣(wān)車用電子(zǐ)產業(yè)而(ér)言
，常(cháng)見的是CAN BUS
，接下(xià)來(lái)我(wǒ)們(mén)以CAN BUS進行(háng)解說(shuō)。

CAN-BUS（Controller Area Network -控(kòng)製器(qì)區(qū)域網路(lù)）在(zài)1993年製(zhì)定為(wéi)標準化(huà)ISO 11898-1
，廣泛的應用在車用(yòng)電(diàn)子係統(tǒng)上(shàng)。
CAN是一種差動(dòng)列表(biǎo)協(xié)定
，可提(tí)供高(gāo)安全等級(jí)及(jí)有(yǒu)效率的(dí)即時控(kòng)製。更(gēng)具備了(liǎo)*的(dí)調試和優(yōu)先(xiān)權判機製
，在這樣的(dí)機製(zhì)下
，網絡信息(xī)的(dí)傳輸(shū)變的(dí)更(gēng)為可靠而有效率。
同時(shí)擁有(yǒu)低(dī)成(chéng)本的(dí)特性(xìng)
，再加(jiā)上CAN提(tí)供多主控端的(dí)構(gòu)架
，這種(zhǒng)特色
，特別(bié)適合使(shǐ)用(yòng)在(zài)主(zhǔ)係(xì)統或子(zǐ)係(xì)統(tǒng)下提供(gōng)更完整(zhěng)智慧型(xíng)網(wǎng)絡設(shè)備(bèi)。
CAN是建立在基(jī)於信息(xī)導向傳(chuán)輸協定(dìng)的廣(guǎng)播傳(chuán)輸(shū)機製（broadcast communication mechanism）上。CAN定義信(xìn)息(xī)的內(nèi)容(róng)
，利用信息(xī)識別(bié)（message identifier）來(lái)定義內(nèi)容和信息(xī)的(dí)優先順(shùn)位(wèi)
，以進行(háng)信(xìn)息(xī)的傳遞
，CAN擁有(yǒu)了高度的彈性調(tiáo)整能(néng)力
，可以在既(jì)有(yǒu)的網(wǎng)絡中增加(jiā)節(jié)點而(ér)不用在(zài)軟(ruǎn)硬體上(shàng)作修正(zhèng)與(yǔ)調(tiáo)整的(dí)作(zuò)業(yè)
，很遠的數(shù)據(jù)傳(chuán)輸(shū)距(jù)離(lí)（10KM），很高(gāo)的數(shù)據(jù)傳輸率(shuài)（1M bit/s），可(kě)根(gēn)據報文格式發送信息不(bù)需(xū)裝置，可靠的(dí)錯誤(wù)處理與調試機(jī)製，信息遭到破壞(huài)後(hòu)可自動(dòng)重(zhòng)發(fā)，節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤(wù)嚴重(zhòng)的情況下具有自動退(tuì)出(chū)列(liè)表(biǎo)協定分析的(dí)功能。

CAN BUS汽車(chē)總綫(xiàn)測試(shì)應用(yòng)方案信(xìn)號(hào)實(shí)際測(cè)量
經(jīng)過前麵(miàn)對(duì)於(yú)CAN BUS的(dí)介(jiè)紹
，相(xiāng)信(xìn)對於(yú)這一種在(zài)車用電(diàn)子領(lǐng)域(yù)中(zhōng)的列(liè)表協(xié)定有了初步(bù)的(dí)認(rèn)知(zhī)
，接下(xià)來讓(ràng)我(wǒ)們看(kàn)看(kàn)CAN BUS在(zài)汽車上的實際信號(hào)表(biǎo)現。
孕(yùn)龍邏輯(jí)分(fēn)析儀(yí)的攜帶(dài)方(fāng)便(biàn)
，可幫(bāng)助(zhù)工程(chéng)師(shī)麵(miàn)對各(gè)種測量(liáng)環境(jìng)都能(néng)得心應(yīng)手(shǒu)
，如(rú)圖(tú)八所示
，使(shǐ)用(yòng)孕(yùn)龍(lóng)邏輯分(fēn)析儀(yí)搭配(pèi)筆記型電腦(nǎo)
，很(hěn)輕(qīng)易的(dí)就可以直(zhí)接在(zài)汽(qì)車上進(jìn)行(háng)CAN BUS信號(hào)的(dí)測量。
將孕(yùn)龍邏輯分析(xī)儀(yí)的A0接(jiē)上CAN H信號(hào)，B0接(jiē)上(shàng)CAN L信號
，因CAN BUS為(wéi)差動信號且(qiě)CANH與(yǔ)CAN L的(dí)信(xìn)號電壓並不一樣(yàng)
，故需將兩條(tiáo)信號(hào)綫分別接至不同(tóng)的Port上
，並將(jiāng)A Port與B Port的(dí)觸發準位分別(bié)設(shè)定(dìng)
，接(jiē)地綫直(zhí)接接(jiē)至(zhì)汽車門(mén)邊扣(kòu)環上即(jí)可(kě)。實際的(dí)信號擷取(qǔ)狀況如(rú)圖九所示。以(yǐ)圖中封包(bāo)1而言(yán)
，透(tòu)過孕龍(lóng)邏輯分析儀CAN列表協定分析(xī)模(mó)塊
，可快速的進行(háng)CAN BUS信號譯(yì)碼(mǎ)
，搭配上(shàng)封包列表顯(xiǎn)示
，可清楚的看出每一(yī)筆CAN BUS的起始(shǐ)時(shí)間(jiān)及(jí)封包(bāo)內(nèi)容，數據(jù)數值(zhí)，CRC（注1）等(děng)
，如DIC = 0X8代表(biǎo)該封包內(nèi)夾(jiā)帶8筆數據
，透(tòu)過(guò)封包列表顯示可清楚看見8筆數(shù)據中的(dí)數(shù)值(zhí)。
圖(tú)八在(zài)汽車(chē)上實際測量(liáng)CAN BUS信(xìn)號

圖九使用(yòng)孕龍邏輯分析儀測量(liáng)CAN BUS實際畫(huà)麵(miàn)
注1
：
CRC檢(jiǎn)查是針對突發(fā)性，單(dān)一(yī)位(wèi)或(huò)奇(qí)數個(gè)位元(yuán)錯誤進(jìn)行(háng)檢(jiǎn)查的動(dòng)作
，已(yǐ)表示數(shù)據(jù)傳輸的(dí)過(guò)程中是否(fǒu)錯誤。主要(yào)的運(yùn)作(zuò)方(fāng)式是(shì)將數(shù)據位D（X）除(chú)以多(duō)項式G（X）進行運算
，不(bù)同的CRC檢查(chá)則有(yǒu)不(bù)
同的(dí)多(duō)項式G（X）產生(shēng)
，經過(guò)除法運算(suàn)後可(kě)得(dé)知餘數R（X）來進行判(pàn)斷。

圖十(shí)CAN BUS列(liè)表分(fēn)析(xī)模(mó)塊設(shè)定畫麵(miàn)
CAN BUS信號(hào)使用(yòng)Baud Rate做(zuò)為信號傳(chuán)送的(dí)速度(dù)依據
，孕龍(lóng)科技(jì)邏輯分(fēn)析(xī)儀(yí)CAN BUS列(liè)表(biǎo)分析(xī)模(mó)塊擁有(yǒu)自動(dòng)Baud Rate偵測功能（注2）
，工(gōng)程師在麵對未知的(dí)CAN BUS時更(gēng)能(néng)輕鬆分析(xī)（如
圖十(shí)）。
CAN BUS列(liè)表分析模塊設定(dìng)
注(zhù)2
：
孕(yùn)龍科(kē)技CAN BUS列表分析(xī)模(mó)塊可自(zì)行判斷波(bō)形中小的(dí)脈(mài)衝(chōng)寬度進行Baud Rate轉換
，當工程師麵對未(wèi)知的(dí)信號(hào)時
，便(biàn)無須(xū)手(shǒu)動(dòng)計算(suàn)以加速項目進行。

CAN BUS係(xì)統架構上擁(yōng)有(yǒu)許多的節點(diǎn)
，每一個節點(diǎn)都(dū)有(yǒu)相對應的(dí)BASIC ID
，孕(yùn)龍科技(jì)邏(luó)輯分析(xī)儀(yí)在(zài)LAP-322000U-A支(zhī)持了(liǎo)列(liè)表協(xié)定封包觸(chù)發
，讓(ràng)工程師(shī)可(kě)特(tè)定的CAN BUS信號(hào)狀態(tài)作(zuò)為觸發(fā)條件。（圖(tú)十一(yī)為設(shè)定BASIC ID 0X2A9
，圖十二為(wéi)觸發完成）
列表協定封(fēng)包(bāo)觸發
圖(tú)十一(yī)列表協定封包觸(chù)發設(shè)定畫(huà)麵
設定(dìng)作為觸(chù)發條件的封包狀態(tài)及(jí)數(shù)值

圖十二列(liè)表協(xié)定(dìng)封包觸發完成

總(zǒng)結(jié)
車用(yòng)電(diàn)子技術發(fā)展日(rì)新(xīn)月異
，不但提升(shēng)了汽車性能(néng)
，也更(gēng)加(jiā)保(bǎo)障(zhàng)了行車(chē)安(ān)全。然而
，跟上這股進化(huà)的潮流也需要有相(xiāng)對(duì)應的工(gōng)具(jù)
，孕(yùn)龍邏(luó)輯(jí)分析(xī)儀(yí)列表協(xié)定分(fēn)析模塊(kuài)目(mù)前(qián)支持(chí)大(dà)約四十種串(chuàn)列協(xié)定信(xìn)號(hào)
，從車用電子(zǐ)到IC界麵，從PC係統到(dào)多媒(méi)體(tǐ)傳(chuán)輸
，都(dū)有(yǒu)相對應(yīng)的譯碼(mǎ)模(mó)塊(kuài)
，相(xiāng)信工程(chéng)師擁有(yǒu)這些譯碼功(gōng)能必定(dìng)可增(zēng)加工作效率。