在過去的幾十年間,汽車行業已經引入了越來越多的電子控制系統,如:發動機正時系統(Engine Timing System)、防抱死制動系統(Anti-lock Brake System)和無配電點火系統(Distributorless Ignition)。傳統的布線方式通過專用的信号線在這些系統之間交換數據。但是,随着設備的複雜性以及數量的增加,使用專用信号線的布局方式将變得越來越困難和昂貴。
20世紀80年代,德國博世公司(BOSCH)開發出了控制器局域網(Controller Area Network)(以下簡稱:CAN總線),以克服汽車業傳統布線的局限性。通過CAN總線,車身上的控制器、傳感器和執行器等部件,通過公共的總線進行連接。總線上的任意一個設備,均可通過CAN總線與總線上的其它設備進行實時通訊。
90年代初期,PHILIPS Semiconductors制定并發布了CAN技術規範V2.0。随後,國際标準化組織(ISO)也發布了CAN标準ISO11898。緊接着,各大半導體廠家,如:Intel、Motorola和 Philips也相繼研發出了各自的CAN總線芯片。自動化設備供應商随即也在各自的設備中引入了CAN總線,用于提供低成本、高實時性和對惡劣環境适應性的解決方案。CAN總線随之被廣泛應用于光電傳感器、運動控制器、紡紗機械以及包裝機械等行業。90年代中期,CAN已經被認定為工業設備網絡通訊的标準協議,并在此基礎上衍生出了DeviceNet和CANOpen通訊協議。
當前,CAN總線作為一種主流的通訊方式,已在工業自動化、汽車等領域得到了普及。像:車身控制器(Body Control Module)、車窗控制器(Door Control Module)以及域控制器(Domain Control Unit)等等。在汽車領域,基于CAN總線的UDS協議(Unified Diagnostic Services,統一診斷服務)已經是汽車ECU工作狀态故障診斷的一種通信協議标準,用于訪問汽車控制單元的故障存儲器或更新ECU的固件程序。還可在産品下線檢測時把一些信息(如VIN碼)寫入到汽車的各個零部件中。
汽車CAN網絡
UDS用于ECU固件程序刷寫
在後續文章中,我會依次深入介紹CAN總線通訊的各方面内容,并結合工作實際案例講解CAN總線在工業控制、汽車電子上的具體應用,敬請期待。
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