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1986年2月RobertBosch公司在SAE汽车工程协会大会上介绍了一种新型的串行总线CAN
控制器局域网,那是CAN诞生的时刻今天在欧洲几乎每一辆新客车均装配有CAN局域网同样CAN
也用于其他类型的交通工具从火车到轮船或者用于工业控制CAN已经成为全球范围内最重要的总线之
一甚至领导着串行总线在1999年接近6千万个CAN控制器投入应用2000年市场销售超过
1亿个CAN器件
在1980年的早些时候Bosch公司的工程师就开始论证当时的串行总线用于客车系统的可行性因为
没有一种现成的网络方案能够完全满足汽车工程师们的要求于是在1983年初UweKiencke开始研究
一种新的串行总线新总线的主要方向是增加新功能减少电气连接线使其能够用于产品而非用于驱
动技术来自Mercedes-Benz的工程师较早制定了总线的状态说明而Intel也准备作为半导体生产的主要
厂商当时聘请的顾问之一是来自于德国Braunschweig-Wolfenbüttel的AppliedScience大学教授Wolfhard
Lawrenz博士给出了新网络方案的名字ControllerAreaNetwork,简称CAN来自Karlsruhe大学的教授
HorstWettstein博士也提供了理论支持
1986年2月CAN诞生了在底特律的汽车工程协会大会上由Bosch公司研究的新总线系统被称为
汽车串行控制器局域网UweKienckeSiegfriedDais和MartinLitschel分别介绍了这种多主网络
方案此方案基于非破坏性的仲裁机制能够确保高优先级报文的无延迟传输并且不需要在总线上设
置主控制器此外CAN之父上述几位教授和Bosch公司的WolfgangBorstWolfgangBotzenhard
OttoKarlHelmutSchellingJanUnruh已经实现了数种在CAN中的错误检测机制该错误检测也包括自
动断开故障节点功能以确保能继续进行剩余节点之间的通讯传输的报文并非根据报文发送器/接收器的
节点地址识别几乎其它的总线都是如此而是根据报文的内容识别同时用于识别报文的标识符也规
定了该报文在系统中的优先级
当关于这种革新的通讯方案的大部分文字内容制定之后于1987年中期Intel提前计划2个月交付了
首枚CAN控制器82526这是CAN方案首次通过硬件实现仅仅用了四年的时间设想就变成了现实
不久之后Philips半导体推出了82C200这两枚最先的CAN控制器在验收滤波和报文控制方面有许多不
同一方面由Intel主推的FullCAN比由Philips主推的BasicCAN占用较少的CPU载荷另一方面FullCAN
器件所能接收的报文数目相对受到限制BasicCAN控制器仅需较少的硅晶体今天的CAN控制器中孙
子辈们在同一模块中的验收滤波和报文控制方面仍有相当的不同制造出BasicCAN和FullCAN两大阵
营
标准化与一致性
在1990年早些时候BoschCAN规范CAN2.0版被提交给国际标准化组织在数次行政讨论之后
应一些主要的法国汽车厂商要求增加了VehicleAreaNetworkVAN内容并于1993年11月出版了
CAN的国际标准ISO11898除了CAN协议外它也规定了最高至1Mbps波特率时的物理层同时在国
际标准ISO11519-2中也规定了CAN数据传输中的容错方法1995年国际标准ISO11898进行了扩展
以附录的形式说明了29位CAN标识符
但令人伤心的是所有出版的CAN规范均包含错误或者不完整因此为避免出现不兼容的CAN应
用Bosch公司一直在进行验证CAN芯片是否基于Bosch的CAN参考模型的工件此外几年来在Lawrenz
教授领导下位于德国Braunschweig/Wolfenbüttel的AppliedScience大学进行CAN的一致性测试测试模
式基于国际标准测试规范ISO16845
广州周立功单片机发展有限公司CANbus实验室Tel:020-85541621Fax:85571663can@zlgmcu.com
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当前修订的CAN规范正在标准化中ISO11898-1称为CAN数据链路层ISO11898-2称为非容
错CAN物理层ISO11898-3称为容错CAN物理层国际标准ISO11992卡车和拖车接口和ISO11783
农业和森林机械都在美国标准J1939的基础上定义了基于CAN应用的子协议但是它们并不完整
CAN先行者的发展
尽管当初研究CAN的起点是应用于客车系统但CAN的第一个市场应用却来自于其他领域特别是
在北欧CAN早已得到非常普遍的应用在荷兰电梯厂商Kone使用CAN总线瑞士工程办公室Kvaser
已建议将CAN应用至一些纺织机械厂LindauerDornier和Sulzer并由他们提供机器的通讯协议这一
领域中在Lars-BernoFredriksson的领导下公司建立了CAN纺织机械用户集团到1989年他们
已研究出通讯原理并于1990年早期帮助建立CANKingdom开发环境尽管CANKingdom并不是一
种基于OSI参考模型的应用层但它被认为是基于CAN的高层协议的原型
在荷兰Philips医疗系统决定使用CAN构成X光机的内部网络成为CAN的工业用户主要由Tom
Suters发表的Philips报文规范PMS提出了CAN网络的第一个应用层来自德国Weingarten的Applied
Science大学教授KonradEtschberger博士也持同样的观点他管理SteinbeisTransferCenterforProcess
AutomationStzp公司现在更名为IXXATAutomation公司并开发出一个类似的方案
不管如何第一个高层协议正在形成大多数CAN的先行者使用单片电路的方法通讯功能网络管
理应用代码组合在同一个软件之中即使一些用户有较多的标准模块可供利用但面对所有的解决方案
他们也一定存在着缺陷必须持续稳定地发展CAN的高层协议即使在今天仍然有部分用户低估这个
问题
在1990年的早些时候开始筹划成立一个用户组织从而将不同的解决方案标准化在1992年初的
几个月里当时VMEbus杂志的主管出版社FranzisHolgerZeltwanger将用户和厂商集中在一起讨
论建立一个促进CAN技术发展的中立平台同时也针对串行总线市场进行分析1992年5月CiACAN
inAutomation用户集团正式成立仅在几个星期后CiA即发表了第一份技术杂志那是关于物理层的
CiA推荐仅使用遵循ISO11898的CAN收发器到现在为止在当时的CAN网络中使用非常普遍但并不
兼容的RS-485收发器已基本消失尽管它也是厂商提供的
CiA的首批任务之一是规定CAN的应用层根据Philips医疗系统PMS和Stzp所提供的内容依
靠其余CiA会员的协助CALCAN应用层也称为绿皮书诞生了在制定CAN应用规范时
CiA的一个主要任务是进行CAN专家和其他CAN学习者之间的信息交流因此从1994年起CiA每年
召开一次国际CAN会议iCC
另外一个理论的方法是借鉴于LAV一个农业的交通工具协会在1980年晚些时候开始一个基于
CAN的农业交通工具总线系统LBS被制定出但在工作最终完成前国际标准化委员会决定改向支持
US解决方案J1939这也是一个基于CAN的应用子协议由SAE的TruckandBus协会制定J1939
是一个非模块化的方案简单易学但灵活性很差
从理论到实践
当然生产CAN模块集成器件的15家半导体厂商主要聚焦于汽车工业从1990年中期起Infineon
公司和Motorola公司已向欧洲的客车厂商提供了大量的CAN控制器作为下一波从1990年后期起远
东的半导体厂商也开始提供CAN控制器1994年NEC推出了传说中的CAN芯片72005但是这一
步太早了当时这个器件并不能投入使用
从1992年起Mercedes-Benz奔驰开始在他们的高级客车中使用CAN技术第一步使用电子控制
器通过CAN对发动机进行管理第二步使用控制器接收人们的操作信号这就使用了2个物理上独立的
CAN总线系统它们通过网关连接其他的客车厂商也纷纷赶来斯图加特学习在他们的客车上也使用2广州周立功单片机发展有限公司CANbus实验室Tel:020-85541621Fax:85571663can@zlgmcu.com
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当前修订的CAN规范正在标准化中ISO11898-1称为CAN数据链路层ISO11898-2称为非容
错CAN物理层ISO11898-3称为容错CAN物理层国际标准ISO11992卡车和拖车接口和ISO11783
农业和森林机械都在美国标准J1939的基础上定义了基于CAN应用的子协议但是它们并不完整
CAN先行者的发展
尽管当初研究CAN的起点是应用于客车系统但CAN的第一个市场应用却来自于其他领域特别是
在北欧CAN早已得到非常普遍的应用在荷兰电梯厂商Kone使用CAN总线瑞士工程办公室Kvaser
已建议将CAN应用至一些纺织机械厂LindauerDornier和Sulzer并由他们提供机器的通讯协议这一
领域中在Lars-BernoFredriksson的领导下公司建立了CAN纺织机械用户集团到1989年他们
已研究出通讯原理并于1990年早期帮助建立CANKingdom开发环境尽管CANKingdom并不是一
种基于OSI参考模型的应用层但它被认为是基于CAN的高层协议的原型
在荷兰Philips医疗系统决定使用CAN构成X光机的内部网络成为CAN的工业用户主要由Tom
Suters发表的Philips报文规范PMS提出了CAN网络的第一个应用层来自德国Weingarten的Applied
Science大学教授KonradEtschberger博士也持同样的观点他管理SteinbeisTransferCenterforProcess
AutomationStzp公司现在更名为IXXATAutomation公司并开发出一个类似的方案
不管如何第一个高层协议正在形成大多数CAN的先行者使用单片电路的方法通讯功能网络管
理应用代码组合在同一个软件之中即使一些用户有较多的标准模块可供利用但面对所有的解决方案
他们也一定存在着缺陷必须持续稳定地发展CAN的高层协议即使在今天仍然有部分用户低估这个
问题
在1990年的早些时候开始筹划成立一个用户组织从而将不同的解决方案标准化在1992年初的
几个月里当时VMEbus杂志的主管出版社FranzisHolgerZeltwanger将用户和厂商集中在一起讨
论建立一个促进CAN技术发展的中立平台同时也针对串行总线市场进行分析1992年5月CiACAN
inAutomation用户集团正式成立仅在几个星期后CiA即发表了第一份技术杂志那是关于物理层的
CiA推荐仅使用遵循ISO11898的CAN收发器到现在为止在当时的CAN网络中使用非常普遍但并不
兼容的RS-485收发器已基本消失尽管它也是厂商提供的
CiA的首批任务之一是规定CAN的应用层根据Philips医疗系统PMS和Stzp所提供的内容依
靠其余CiA会员的协助CALCAN应用层也称为绿皮书诞生了在制定CAN应用规范时
CiA的一个主要任务是进行CAN专家和其他CAN学习者之间的信息交流因此从1994年起CiA每年
召开一次国际CAN会议iCC
另外一个理论的方法是借鉴于LAV一个农业的交通工具协会在1980年晚些时候开始一个基于
CAN的农业交通工具总线系统LBS被制定出但在工作最终完成前国际标准化委员会决定改向支持
US解决方案J1939这也是一个基于CAN的应用子协议由SAE的TruckandBus协会制定J1939
是一个非模块化的方案简单易学但灵活性很差
从理论到实践
当然生产CAN模块集成器件的15家半导体厂商主要聚焦于汽车工业从1990年中期起Infineon
公司和Motorola公司已向欧洲的客车厂商提供了大量的CAN控制器作为下一波从1990年后期起远
东的半导体厂商也开始提供CAN控制器1994年NEC推出了传说中的CAN芯片72005但是这一
步太早了当时这个器件并不能投入使用
从1992年起Mercedes-Benz奔驰开始在他们的高级客车中使用CAN技术第一步使用电子控制
器通过CAN对发动机进行管理第二步使用控制器接收人们的操作信号这就使用了2个物理上独立的
CAN总线系统它们通过网关连接其他的客车厂商也纷纷赶来斯图加特学习在他们的客车上也使用2广州周立功单片机发展有限公司CANbus实验室Tel:020-85541621Fax:85571663can@zlgmcu.com
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当前修订的CAN规范正在标准化中ISO11898-1称为CAN数据链路层ISO11898-2称为非容
错CAN物理层ISO11898-3称为容错CAN物理层国际标准ISO11992卡车和拖车接口和ISO11783
农业和森林机械都在美国标准J1939的基础上定义了基于CAN应用的子协议但是它们并不完整
CAN先行者的发展
尽管当初研究CAN的起点是应用于客车系统但CAN的第一个市场应用却来自于其他领域特别是
在北欧CAN早已得到非常普遍的应用在荷兰电梯厂商Kone使用CAN总线瑞士工程办公室Kvaser
已建议将CAN应用至一些纺织机械厂LindauerDornier和Sulzer并由他们提供机器的通讯协议这一
领域中在Lars-BernoFredriksson的领导下公司建立了CAN纺织机械用户集团到1989年他们
已研究出通讯原理并于1990年早期帮助建立CANKingdom开发环境尽管CANKingdom并不是一
种基于OSI参考模型的应用层但它被认为是基于CAN的高层协议的原型
在荷兰Philips医疗系统决定使用CAN构成X光机的内部网络成为CAN的工业用户主要由Tom
Suters发表的Philips报文规范PMS提出了CAN网络的第一个应用层来自德国Weingarten的Applied
Science大学教授KonradEtschberger博士也持同样的观点他管理SteinbeisTransferCenterforProcess
AutomationStzp公司现在更名为IXXATAutomation公司并开发出一个类似的方案
不管如何第一个高层协议正在形成大多数CAN的先行者使用单片电路的方法通讯功能网络管
理应用代码组合在同一个软件之中即使一些用户有较多的标准模块可供利用但面对所有的解决方案
他们也一定存在着缺陷必须持续稳定地发展CAN的高层协议即使在今天仍然有部分用户低估这个
问题
在1990年的早些时候开始筹划成立一个用户组织从而将不同的解决方案标准化在1992年初的
几个月里当时VMEbus杂志的主管出版社FranzisHolgerZeltwanger将用户和厂商集中在一起讨
论建立一个促进CAN技术发展的中立平台同时也针对串行总线市场进行分析1992年5月CiACAN
inAutomation用户集团正式成立仅在几个星期后CiA即发表了第一份技术杂志那是关于物理层的
CiA推荐仅使用遵循ISO11898的CAN收发器到现在为止在当时的CAN网络中使用非常普遍但并不
兼容的RS-485收发器已基本消失尽管它也是厂商提供的
CiA的首批任务之一是规定CAN的应用层根据Philips医疗系统PMS和Stzp所提供的内容依
靠其余CiA会员的协助CALCAN应用层也称为绿皮书诞生了在制定CAN应用规范时
CiA的一个主要任务是进行CAN专家和其他CAN学习者之间的信息交流因此从1994年起CiA每年
召开一次国际CAN会议iCC
另外一个理论的方法是借鉴于LAV一个农业的交通工具协会在1980年晚些时候开始一个基于
CAN的农业交通工具总线系统LBS被制定出但在工作最终完成前国际标准化委员会决定改向支持
US解决方案J1939这也是一个基于CAN的应用子协议由SAE的TruckandBus协会制定J1939
是一个非模块化的方案简单易学但灵活性很差
从理论到实践
当然生产CAN模块集成器件的15家半导体厂商主要聚焦于汽车工业从1990年中期起Infineon
公司和Motorola公司已向欧洲的客车厂商提供了大量的CAN控制器作为下一波从1990年后期起远
东的半导体厂商也开始提供CAN控制器1994年NEC推出了传说中的CAN芯片72005但是这一
步太早了当时这个器件并不能投入使用
从1992年起Mercedes-Benz奔驰开始在他们的高级客车中使用CAN技术第一步使用电子控制
器通过CAN对发动机进行管理第二步使用控制器接收人们的操作信号这就使用了2个物理上独立的
CAN总线系统它们通过网关连接其他的客车厂商也纷纷赶来斯图加特学习在他们的客车上也使用2广州周立功单片机发展有限公司CANbus实验室Tel:020-85541621Fax:85571663can@zlgmcu.com
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套CAN总线系统现在继VolvoSaabVolkswagenBMW之后Renault和Fiat也开始在他们的汽
车上使用CAN总线
在1990的早些时候美国俄亥俄州的机械工程公司的工程师们与Allen-Bradley公司Honeywell微型
开关公司开始了一个合资项目内容是基于CAN的通讯与控制但是不久之后项目组的重要成员离开
合资项目终止但Allen-Bradley公司和Honeywell公司各自继续从事这项工作这导致产生了两个高层协
议DeviceNet和SmartDistributedSystemSDS而且这2个协议在较低层的通讯层上非常相似
在1994年早些时候Allen-Bradley将DeviceNet规范移交给专职推广DeviceNet的组织OpenDeviceNet
VendorAssociationODVA而Honeywell则放弃了在SDS方面的努力使得SDS更象Honeywell公
司的内部解决方案DeviceNet特别为工厂自动控制而定制因此使其成为类似Profibus-DP和Interbus
协议的有力竞争者倘若仅从即插即用的功能考虑DeviceNet已经成为美国特定应用领域中的领导者
在欧洲一些公司在尝试使用CAL尽管CAL在理论上正确并在工业上可以投入应用但每个用户
都必须设计一个新的子协议因为CAL是一个真正的应用层CAL可以被看作一个应用CAN方案的必要
理论步骤但在这一领域它不会被推广从1993年起在EspritprojectASPIC范围内由Bosch领导的欧
洲协会研究出一个原型由此发展成为CANopen它是一个基于CAL的子协议用于产品部件的内部网
络控制在理论方面来自德国Reutlingen的AppliedScience大学教授GerhardGruhler博士和来自
NewcastleUK大学的MohammedFarsi积极参与均是其中最成功的活跃分子之一在项目完成之后
CANopen规范移交给CiA组织由其进行维护与发展在1995年CiA发表了完整版的CANopen通讯
子协议仅仅用了5年的时间它已成为全欧洲最重要的嵌入式网络标准CANopen不仅定义了应用层
和通讯子协议也为可编程系统不同器件接口应用子协议定义了页状态这也就是工业领域比如
打印机海事应用医疗系统决定使用CANopen的一个重要原因
DeviceNet和CANopen,是两个定位于不同市场的标准应用层协议EN50325DeviceNet适合于工
厂自动化控制CANopen适合于所有机械的嵌入式网络这又造就了两个不同的应用范围因此有必
要定义应用层的规范历史可以将一些特定的大量嵌入式系统排除在外
CAN前景展望
尽管CAN协议已经有15年的历史但它仍处在改进之中从2000年开始一个由数家公司组成的ISO
任务组织定义了一种时间触发CAN报文传输的协议BerndMueller博士ThomasFuehrerBosch公司
人员和半导体工业专家学术研究专家将此协议定义为时间触发通讯的CANTTCAN计划在将来
标准化为ISO11898-4这个CAN的扩展已在硅片上实现不仅可实现闭环控制下支持报文的时间触发传
输而且可以实现CAN的x-by-wire应用因为CAN协议并未改变所以在同一个的物理层上既可
以实现传输时间触发的报文也可以实现传输事件触发的报文
TTCAN将为CAN延长5-10年的生命期现在CAN在全球市场上仍然处于起始点当得到重视时
谁也无法预料CAN总线系统在下一个1015年内的发展趋势这里需要强调一个现实近几年内美国
和远东的汽车厂商将会在他们所生产汽车的串行部件上使用CAN另外大量潜在的新应用例如娱乐
正在呈现不仅可用于客车也可用于家庭消费同时结合高层协议应用的特殊保安系统对CAN的需
求也正在稳健增长德国专业委员会BIA和德国安全标准权威TüV已经对一些基于CAN的保安系统进行
了认证CANopen-Safety是第一个获得BIA许可的CAN解决方案DeviceNet-Safety也会马上跟进全
球分级协会的领导者之一GermanischerLloyd正在准备提议将CANopen固件应用于海事运输在其他事
务中规范定义可以通过自动切换将CANopen网络转换为冗余总线系统
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控制器局域网,那是CAN诞生的时刻今天在欧洲几乎每一辆新客车均装配有CAN局域网同样CAN
也用于其他类型的交通工具从火车到轮船或者用于工业控制CAN已经成为全球范围内最重要的总线之
一甚至领导着串行总线在1999年接近6千万个CAN控制器投入应用2000年市场销售超过
1亿个CAN器件
在1980年的早些时候Bosch公司的工程师就开始论证当时的串行总线用于客车系统的可行性因为
没有一种现成的网络方案能够完全满足汽车工程师们的要求于是在1983年初UweKiencke开始研究
一种新的串行总线新总线的主要方向是增加新功能减少电气连接线使其能够用于产品而非用于驱
动技术来自Mercedes-Benz的工程师较早制定了总线的状态说明而Intel也准备作为半导体生产的主要
厂商当时聘请的顾问之一是来自于德国Braunschweig-Wolfenbüttel的AppliedScience大学教授Wolfhard
Lawrenz博士给出了新网络方案的名字ControllerAreaNetwork,简称CAN来自Karlsruhe大学的教授
HorstWettstein博士也提供了理论支持
1986年2月CAN诞生了在底特律的汽车工程协会大会上由Bosch公司研究的新总线系统被称为
汽车串行控制器局域网UweKienckeSiegfriedDais和MartinLitschel分别介绍了这种多主网络
方案此方案基于非破坏性的仲裁机制能够确保高优先级报文的无延迟传输并且不需要在总线上设
置主控制器此外CAN之父上述几位教授和Bosch公司的WolfgangBorstWolfgangBotzenhard
OttoKarlHelmutSchellingJanUnruh已经实现了数种在CAN中的错误检测机制该错误检测也包括自
动断开故障节点功能以确保能继续进行剩余节点之间的通讯传输的报文并非根据报文发送器/接收器的
节点地址识别几乎其它的总线都是如此而是根据报文的内容识别同时用于识别报文的标识符也规
定了该报文在系统中的优先级
当关于这种革新的通讯方案的大部分文字内容制定之后于1987年中期Intel提前计划2个月交付了
首枚CAN控制器82526这是CAN方案首次通过硬件实现仅仅用了四年的时间设想就变成了现实
不久之后Philips半导体推出了82C200这两枚最先的CAN控制器在验收滤波和报文控制方面有许多不
同一方面由Intel主推的FullCAN比由Philips主推的BasicCAN占用较少的CPU载荷另一方面FullCAN
器件所能接收的报文数目相对受到限制BasicCAN控制器仅需较少的硅晶体今天的CAN控制器中孙
子辈们在同一模块中的验收滤波和报文控制方面仍有相当的不同制造出BasicCAN和FullCAN两大阵
营
标准化与一致性
在1990年早些时候BoschCAN规范CAN2.0版被提交给国际标准化组织在数次行政讨论之后
应一些主要的法国汽车厂商要求增加了VehicleAreaNetworkVAN内容并于1993年11月出版了
CAN的国际标准ISO11898除了CAN协议外它也规定了最高至1Mbps波特率时的物理层同时在国
际标准ISO11519-2中也规定了CAN数据传输中的容错方法1995年国际标准ISO11898进行了扩展
以附录的形式说明了29位CAN标识符
但令人伤心的是所有出版的CAN规范均包含错误或者不完整因此为避免出现不兼容的CAN应
用Bosch公司一直在进行验证CAN芯片是否基于Bosch的CAN参考模型的工件此外几年来在Lawrenz
教授领导下位于德国Braunschweig/Wolfenbüttel的AppliedScience大学进行CAN的一致性测试测试模
式基于国际标准测试规范ISO16845
广州周立功单片机发展有限公司CANbus实验室Tel:020-85541621Fax:85571663can@zlgmcu.com
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当前修订的CAN规范正在标准化中ISO11898-1称为CAN数据链路层ISO11898-2称为非容
错CAN物理层ISO11898-3称为容错CAN物理层国际标准ISO11992卡车和拖车接口和ISO11783
农业和森林机械都在美国标准J1939的基础上定义了基于CAN应用的子协议但是它们并不完整
CAN先行者的发展
尽管当初研究CAN的起点是应用于客车系统但CAN的第一个市场应用却来自于其他领域特别是
在北欧CAN早已得到非常普遍的应用在荷兰电梯厂商Kone使用CAN总线瑞士工程办公室Kvaser
已建议将CAN应用至一些纺织机械厂LindauerDornier和Sulzer并由他们提供机器的通讯协议这一
领域中在Lars-BernoFredriksson的领导下公司建立了CAN纺织机械用户集团到1989年他们
已研究出通讯原理并于1990年早期帮助建立CANKingdom开发环境尽管CANKingdom并不是一
种基于OSI参考模型的应用层但它被认为是基于CAN的高层协议的原型
在荷兰Philips医疗系统决定使用CAN构成X光机的内部网络成为CAN的工业用户主要由Tom
Suters发表的Philips报文规范PMS提出了CAN网络的第一个应用层来自德国Weingarten的Applied
Science大学教授KonradEtschberger博士也持同样的观点他管理SteinbeisTransferCenterforProcess
AutomationStzp公司现在更名为IXXATAutomation公司并开发出一个类似的方案
不管如何第一个高层协议正在形成大多数CAN的先行者使用单片电路的方法通讯功能网络管
理应用代码组合在同一个软件之中即使一些用户有较多的标准模块可供利用但面对所有的解决方案
他们也一定存在着缺陷必须持续稳定地发展CAN的高层协议即使在今天仍然有部分用户低估这个
问题
在1990年的早些时候开始筹划成立一个用户组织从而将不同的解决方案标准化在1992年初的
几个月里当时VMEbus杂志的主管出版社FranzisHolgerZeltwanger将用户和厂商集中在一起讨
论建立一个促进CAN技术发展的中立平台同时也针对串行总线市场进行分析1992年5月CiACAN
inAutomation用户集团正式成立仅在几个星期后CiA即发表了第一份技术杂志那是关于物理层的
CiA推荐仅使用遵循ISO11898的CAN收发器到现在为止在当时的CAN网络中使用非常普遍但并不
兼容的RS-485收发器已基本消失尽管它也是厂商提供的
CiA的首批任务之一是规定CAN的应用层根据Philips医疗系统PMS和Stzp所提供的内容依
靠其余CiA会员的协助CALCAN应用层也称为绿皮书诞生了在制定CAN应用规范时
CiA的一个主要任务是进行CAN专家和其他CAN学习者之间的信息交流因此从1994年起CiA每年
召开一次国际CAN会议iCC
另外一个理论的方法是借鉴于LAV一个农业的交通工具协会在1980年晚些时候开始一个基于
CAN的农业交通工具总线系统LBS被制定出但在工作最终完成前国际标准化委员会决定改向支持
US解决方案J1939这也是一个基于CAN的应用子协议由SAE的TruckandBus协会制定J1939
是一个非模块化的方案简单易学但灵活性很差
从理论到实践
当然生产CAN模块集成器件的15家半导体厂商主要聚焦于汽车工业从1990年中期起Infineon
公司和Motorola公司已向欧洲的客车厂商提供了大量的CAN控制器作为下一波从1990年后期起远
东的半导体厂商也开始提供CAN控制器1994年NEC推出了传说中的CAN芯片72005但是这一
步太早了当时这个器件并不能投入使用
从1992年起Mercedes-Benz奔驰开始在他们的高级客车中使用CAN技术第一步使用电子控制
器通过CAN对发动机进行管理第二步使用控制器接收人们的操作信号这就使用了2个物理上独立的
CAN总线系统它们通过网关连接其他的客车厂商也纷纷赶来斯图加特学习在他们的客车上也使用2广州周立功单片机发展有限公司CANbus实验室Tel:020-85541621Fax:85571663can@zlgmcu.com
-2-
当前修订的CAN规范正在标准化中ISO11898-1称为CAN数据链路层ISO11898-2称为非容
错CAN物理层ISO11898-3称为容错CAN物理层国际标准ISO11992卡车和拖车接口和ISO11783
农业和森林机械都在美国标准J1939的基础上定义了基于CAN应用的子协议但是它们并不完整
CAN先行者的发展
尽管当初研究CAN的起点是应用于客车系统但CAN的第一个市场应用却来自于其他领域特别是
在北欧CAN早已得到非常普遍的应用在荷兰电梯厂商Kone使用CAN总线瑞士工程办公室Kvaser
已建议将CAN应用至一些纺织机械厂LindauerDornier和Sulzer并由他们提供机器的通讯协议这一
领域中在Lars-BernoFredriksson的领导下公司建立了CAN纺织机械用户集团到1989年他们
已研究出通讯原理并于1990年早期帮助建立CANKingdom开发环境尽管CANKingdom并不是一
种基于OSI参考模型的应用层但它被认为是基于CAN的高层协议的原型
在荷兰Philips医疗系统决定使用CAN构成X光机的内部网络成为CAN的工业用户主要由Tom
Suters发表的Philips报文规范PMS提出了CAN网络的第一个应用层来自德国Weingarten的Applied
Science大学教授KonradEtschberger博士也持同样的观点他管理SteinbeisTransferCenterforProcess
AutomationStzp公司现在更名为IXXATAutomation公司并开发出一个类似的方案
不管如何第一个高层协议正在形成大多数CAN的先行者使用单片电路的方法通讯功能网络管
理应用代码组合在同一个软件之中即使一些用户有较多的标准模块可供利用但面对所有的解决方案
他们也一定存在着缺陷必须持续稳定地发展CAN的高层协议即使在今天仍然有部分用户低估这个
问题
在1990年的早些时候开始筹划成立一个用户组织从而将不同的解决方案标准化在1992年初的
几个月里当时VMEbus杂志的主管出版社FranzisHolgerZeltwanger将用户和厂商集中在一起讨
论建立一个促进CAN技术发展的中立平台同时也针对串行总线市场进行分析1992年5月CiACAN
inAutomation用户集团正式成立仅在几个星期后CiA即发表了第一份技术杂志那是关于物理层的
CiA推荐仅使用遵循ISO11898的CAN收发器到现在为止在当时的CAN网络中使用非常普遍但并不
兼容的RS-485收发器已基本消失尽管它也是厂商提供的
CiA的首批任务之一是规定CAN的应用层根据Philips医疗系统PMS和Stzp所提供的内容依
靠其余CiA会员的协助CALCAN应用层也称为绿皮书诞生了在制定CAN应用规范时
CiA的一个主要任务是进行CAN专家和其他CAN学习者之间的信息交流因此从1994年起CiA每年
召开一次国际CAN会议iCC
另外一个理论的方法是借鉴于LAV一个农业的交通工具协会在1980年晚些时候开始一个基于
CAN的农业交通工具总线系统LBS被制定出但在工作最终完成前国际标准化委员会决定改向支持
US解决方案J1939这也是一个基于CAN的应用子协议由SAE的TruckandBus协会制定J1939
是一个非模块化的方案简单易学但灵活性很差
从理论到实践
当然生产CAN模块集成器件的15家半导体厂商主要聚焦于汽车工业从1990年中期起Infineon
公司和Motorola公司已向欧洲的客车厂商提供了大量的CAN控制器作为下一波从1990年后期起远
东的半导体厂商也开始提供CAN控制器1994年NEC推出了传说中的CAN芯片72005但是这一
步太早了当时这个器件并不能投入使用
从1992年起Mercedes-Benz奔驰开始在他们的高级客车中使用CAN技术第一步使用电子控制
器通过CAN对发动机进行管理第二步使用控制器接收人们的操作信号这就使用了2个物理上独立的
CAN总线系统它们通过网关连接其他的客车厂商也纷纷赶来斯图加特学习在他们的客车上也使用2广州周立功单片机发展有限公司CANbus实验室Tel:020-85541621Fax:85571663can@zlgmcu.com
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当前修订的CAN规范正在标准化中ISO11898-1称为CAN数据链路层ISO11898-2称为非容
错CAN物理层ISO11898-3称为容错CAN物理层国际标准ISO11992卡车和拖车接口和ISO11783
农业和森林机械都在美国标准J1939的基础上定义了基于CAN应用的子协议但是它们并不完整
CAN先行者的发展
尽管当初研究CAN的起点是应用于客车系统但CAN的第一个市场应用却来自于其他领域特别是
在北欧CAN早已得到非常普遍的应用在荷兰电梯厂商Kone使用CAN总线瑞士工程办公室Kvaser
已建议将CAN应用至一些纺织机械厂LindauerDornier和Sulzer并由他们提供机器的通讯协议这一
领域中在Lars-BernoFredriksson的领导下公司建立了CAN纺织机械用户集团到1989年他们
已研究出通讯原理并于1990年早期帮助建立CANKingdom开发环境尽管CANKingdom并不是一
种基于OSI参考模型的应用层但它被认为是基于CAN的高层协议的原型
在荷兰Philips医疗系统决定使用CAN构成X光机的内部网络成为CAN的工业用户主要由Tom
Suters发表的Philips报文规范PMS提出了CAN网络的第一个应用层来自德国Weingarten的Applied
Science大学教授KonradEtschberger博士也持同样的观点他管理SteinbeisTransferCenterforProcess
AutomationStzp公司现在更名为IXXATAutomation公司并开发出一个类似的方案
不管如何第一个高层协议正在形成大多数CAN的先行者使用单片电路的方法通讯功能网络管
理应用代码组合在同一个软件之中即使一些用户有较多的标准模块可供利用但面对所有的解决方案
他们也一定存在着缺陷必须持续稳定地发展CAN的高层协议即使在今天仍然有部分用户低估这个
问题
在1990年的早些时候开始筹划成立一个用户组织从而将不同的解决方案标准化在1992年初的
几个月里当时VMEbus杂志的主管出版社FranzisHolgerZeltwanger将用户和厂商集中在一起讨
论建立一个促进CAN技术发展的中立平台同时也针对串行总线市场进行分析1992年5月CiACAN
inAutomation用户集团正式成立仅在几个星期后CiA即发表了第一份技术杂志那是关于物理层的
CiA推荐仅使用遵循ISO11898的CAN收发器到现在为止在当时的CAN网络中使用非常普遍但并不
兼容的RS-485收发器已基本消失尽管它也是厂商提供的
CiA的首批任务之一是规定CAN的应用层根据Philips医疗系统PMS和Stzp所提供的内容依
靠其余CiA会员的协助CALCAN应用层也称为绿皮书诞生了在制定CAN应用规范时
CiA的一个主要任务是进行CAN专家和其他CAN学习者之间的信息交流因此从1994年起CiA每年
召开一次国际CAN会议iCC
另外一个理论的方法是借鉴于LAV一个农业的交通工具协会在1980年晚些时候开始一个基于
CAN的农业交通工具总线系统LBS被制定出但在工作最终完成前国际标准化委员会决定改向支持
US解决方案J1939这也是一个基于CAN的应用子协议由SAE的TruckandBus协会制定J1939
是一个非模块化的方案简单易学但灵活性很差
从理论到实践
当然生产CAN模块集成器件的15家半导体厂商主要聚焦于汽车工业从1990年中期起Infineon
公司和Motorola公司已向欧洲的客车厂商提供了大量的CAN控制器作为下一波从1990年后期起远
东的半导体厂商也开始提供CAN控制器1994年NEC推出了传说中的CAN芯片72005但是这一
步太早了当时这个器件并不能投入使用
从1992年起Mercedes-Benz奔驰开始在他们的高级客车中使用CAN技术第一步使用电子控制
器通过CAN对发动机进行管理第二步使用控制器接收人们的操作信号这就使用了2个物理上独立的
CAN总线系统它们通过网关连接其他的客车厂商也纷纷赶来斯图加特学习在他们的客车上也使用2广州周立功单片机发展有限公司CANbus实验室Tel:020-85541621Fax:85571663can@zlgmcu.com
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套CAN总线系统现在继VolvoSaabVolkswagenBMW之后Renault和Fiat也开始在他们的汽
车上使用CAN总线
在1990的早些时候美国俄亥俄州的机械工程公司的工程师们与Allen-Bradley公司Honeywell微型
开关公司开始了一个合资项目内容是基于CAN的通讯与控制但是不久之后项目组的重要成员离开
合资项目终止但Allen-Bradley公司和Honeywell公司各自继续从事这项工作这导致产生了两个高层协
议DeviceNet和SmartDistributedSystemSDS而且这2个协议在较低层的通讯层上非常相似
在1994年早些时候Allen-Bradley将DeviceNet规范移交给专职推广DeviceNet的组织OpenDeviceNet
VendorAssociationODVA而Honeywell则放弃了在SDS方面的努力使得SDS更象Honeywell公
司的内部解决方案DeviceNet特别为工厂自动控制而定制因此使其成为类似Profibus-DP和Interbus
协议的有力竞争者倘若仅从即插即用的功能考虑DeviceNet已经成为美国特定应用领域中的领导者
在欧洲一些公司在尝试使用CAL尽管CAL在理论上正确并在工业上可以投入应用但每个用户
都必须设计一个新的子协议因为CAL是一个真正的应用层CAL可以被看作一个应用CAN方案的必要
理论步骤但在这一领域它不会被推广从1993年起在EspritprojectASPIC范围内由Bosch领导的欧
洲协会研究出一个原型由此发展成为CANopen它是一个基于CAL的子协议用于产品部件的内部网
络控制在理论方面来自德国Reutlingen的AppliedScience大学教授GerhardGruhler博士和来自
NewcastleUK大学的MohammedFarsi积极参与均是其中最成功的活跃分子之一在项目完成之后
CANopen规范移交给CiA组织由其进行维护与发展在1995年CiA发表了完整版的CANopen通讯
子协议仅仅用了5年的时间它已成为全欧洲最重要的嵌入式网络标准CANopen不仅定义了应用层
和通讯子协议也为可编程系统不同器件接口应用子协议定义了页状态这也就是工业领域比如
打印机海事应用医疗系统决定使用CANopen的一个重要原因
DeviceNet和CANopen,是两个定位于不同市场的标准应用层协议EN50325DeviceNet适合于工
厂自动化控制CANopen适合于所有机械的嵌入式网络这又造就了两个不同的应用范围因此有必
要定义应用层的规范历史可以将一些特定的大量嵌入式系统排除在外
CAN前景展望
尽管CAN协议已经有15年的历史但它仍处在改进之中从2000年开始一个由数家公司组成的ISO
任务组织定义了一种时间触发CAN报文传输的协议BerndMueller博士ThomasFuehrerBosch公司
人员和半导体工业专家学术研究专家将此协议定义为时间触发通讯的CANTTCAN计划在将来
标准化为ISO11898-4这个CAN的扩展已在硅片上实现不仅可实现闭环控制下支持报文的时间触发传
输而且可以实现CAN的x-by-wire应用因为CAN协议并未改变所以在同一个的物理层上既可
以实现传输时间触发的报文也可以实现传输事件触发的报文
TTCAN将为CAN延长5-10年的生命期现在CAN在全球市场上仍然处于起始点当得到重视时
谁也无法预料CAN总线系统在下一个1015年内的发展趋势这里需要强调一个现实近几年内美国
和远东的汽车厂商将会在他们所生产汽车的串行部件上使用CAN另外大量潜在的新应用例如娱乐
正在呈现不仅可用于客车也可用于家庭消费同时结合高层协议应用的特殊保安系统对CAN的需
求也正在稳健增长德国专业委员会BIA和德国安全标准权威TüV已经对一些基于CAN的保安系统进行
了认证CANopen-Safety是第一个获得BIA许可的CAN解决方案DeviceNet-Safety也会马上跟进全
球分级协会的领导者之一GermanischerLloyd正在准备提议将CANopen固件应用于海事运输在其他事
务中规范定义可以通过自动切换将CANopen网络转换为冗余总线系统