汽车 CAN总线 系统的应用性设计开发
一、国内外研发现状
    CAN-bus(Controller Area Network) 即控制器局域网，是德国 BOSCH 公司在 80 年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信总线，是国际上汽车行业应用最广泛的现场总线之一。它可靠性高、性能价格比高、适应性好。国外众多的汽车都采用了 CAN 总线技术。 CAN 通信协议主要描述了设备之间的信息传递方式。通信接口集成了 CAN 协议物理层和数据链路层功能，可对通信数据进行帧处理。目前，我国 交通行业标准 JT/T325-2004 对营运客车类型划分及等级评定作出如下要求：特大、大型高二、高三级客车应在底盘动力总成间采用 CAN 总线。
由汽车电子标准工作组及汽车电器委员会组织召开的《汽车网络通讯协议》讨论会于 2005 年 1 月 17 ～ 19 日在杭州召开，这是就该标准组织的第一次讨论会。会议初步确定，由电子工作组牵头并具体协调标准的起草，中国汽车技术研究中心标准所、智能交通研究所、长沙汽车电器研究所、一汽、浙大等多家科研企业和高校参与该标准的制定，会议确定了较具体的工作计划，将在 2005 年上半年取得突破性进展，完成征求意见工作，并于 2005 年 7 月进行审查。我国的《汽车网络通讯协议》等同采用 SAE J1939 进行制定，适用车型为商用车类，即客车和载货车。该标准可有效引导我国自主开发企业对控制器的开发使用。
在国外，汽车总线技术已经基本形成了统一的标准，硬件接口也已统一，芯片也已定型、量产。国内的许多汽车电子厂商都在开发 CAN 总线系统，各个产品正在陆续推出。汽车总线是一个朝阳产业，有着广阔的应用前景。
二、产品技术背景：
    随着车用电气设备越来越多，从发动机控制到传动系统控制，从行驶、制动、转向系统控制到安全保证系统及仪表报警系统，从电源管理到为提高舒适性而作的各种努力，使汽车电气系统形成一个复杂的大系统，而且这一系统都集中在驾驶室控制。因此对汽车的综合布线和信息的共享交互提出了更高的要求。 随着近年来 ITS 的发展，以 3G （ GPS 、 GIS 和 GSM ）为代表的新型电子通讯产品的出现，它对汽车的综合布线和信息的共享交互提出了更高的要求。从布线角度分析，传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式，相互之间少有联系，这样必然造成庞大的布线系统。据统计，一辆采用传统布线方法的高档汽车中，其导线长度可达 2000 米，电气节点达 1500 个，该数字大约每十年增长 1 倍。无论从材料成本还是工作效率看，传统布线方法都将不能适应汽车的发展。从信息共享角度分析， 现代典型的控制单元有电控燃油喷射系统、电控传动系统、防抱死制动系统（ ABS ）、防滑控制系统（ ASR ）、废气再循环控制、巡航系统和空调系统。为了满足各子系统的实时性要求，有必要对汽车公共数据实行共享，如发动机转速、车轮转速、油门踏板位置等 , 但每个控制单元对实时性的要求是因数据的更新速率和控制周期不同而不同的。这就要求其数据交换网是基于优先权竞争的模式，且本身具有较高的通信速率。 CAN 总线正是为满足这些要求而设计的。
    CAN 总线具有以下技术优点：
•  采用总线技术，模块之间的信号传递仅需要两条信号线。布线局部化，车上除掉总线外，其他所有横贯车身的线都不再需要了，数据共享也节省了线路，各种数据共享减少了数据的重复处理，节省了成本。
•  采用总线技术，硬件方案的软件化实现，大大地简化了设计，减小硬件成本和设计生产成本。
•  具有错误诊断能力和自动恢复能力，节省了生产维护成本， CAN 总线具有线间干扰小、抗干扰能力强的特点 。
•  现代汽车中所使用的电子控制系统和和通讯系统越来越多，如发动机电控系统、自动变速器控制系统和车载多媒体系统等，这些系统之间。系统和汽车的显示仪表之间，系统和汽车故障诊断系统之间均需要进行数据交换，如此巨大的数据交换量，如仍然采用传统数据交换的方法，即用导线进行点对点的连接的传输方式将是难以想象的，不但装配复杂而且故障率会很高。因此，用串行数据传输系统取而代之就成为必然的选择。数据在串联总线上可以一个接一个的传送，所有参加 CAN 总线的分系统都可以通过其控制单元上的 CAN 总线接口进行数据的发送和接收， CAN 总线是一个多路传输系统，当某一单元出现故障时不会影响其他单元的工作， CAN 总线对不同数据的传输速率不一样， 在一个完善的汽车电子控制系统中，许多动态信息必须与车速同步。为了满足各子系统的实时性要求，有必要对汽车公共数据实行共享，如发动机转速、车轮转速、油门踏板位置等。但每个控制单元对实时性的要求是因数据的更新速率和控制周期不同而不同的。例如，一个 8 缸柴油机运行在 2 400 r/min ，则电控单元控制两次喷射的时间间隔为 6.25 ms 。其中喷射持续时间为 30ms 的曲轴转角 (2 ms) ，在剩余的 4 ms 内需完成转速测量、油量测量、 A/D 转换、工况计算、执行器的控制等一系列过程。这就意味着数据发送与接收必须在 1 ms 内完成，才能达到柴油机电控的实时性要求。这就要求其数据交换网是基于优先权竞争的模式，且本身具有极高的通信速率， 数据高速传输速率的区分提高了总线的传输效率。
表 2 列出了汽车各电控单元产生及发送的数据类型，及其他各单元对这些信息共享地程序。

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