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CAN总线的起源
随着控制、计算机、通信、网络等技术的发展和融合，信息交换沟通的领域正在迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理的各个层次，从而逐步形成以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统。现场总线就是顺应这一趋势发展起来的高新技术。如今，现场总线已经成为当今世界范围内的自动化技术发展的热点之一，代表了自动化技术发展的新方向，标志着工业自动化技术又一个新时代的开始，并将对该领域的发展产生重要而深远的影响。CAN 总线（Controller Area Network）则是众多现场总线中最具代表性的一个。
CAN 总线结构简单实用，运行稳定，广泛的应用于工业、民用、军事等领域。在当今汽车电子控制网络中，CAN 总线更发挥着不可替代的作用，仅用两根简洁的电缆，便将汽车内部庞大、复杂的通讯网络化为一体，高速、可靠的实现了车辆的控制与运行。但 CAN 总线也有其自身的缺陷。由于缺少对应用层的定义，使得用户对每个系统都需要进行相应的规范制订，同时，基于优先级的竞争机制还不够完备，在通讯堵塞等最坏情况时，报文传输的延迟将严重降低传输速率，在高速行驶的汽车中，即使某个微小的时延，也将造成难以挽回的后果；此外，静态的调度机制使系统操作显得不够灵活，无法动态地对决策层的命令进行响应。
现场总线的现状
现场总线是 20 世纪 80 年代末、90 年代初国际上发展形成的，用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通信网络。它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这项以智能传感、控制、计算机、数字通信等技术为主要内容的综合技术，已经受到世界范围的关注，成为自动化技术发展的热点，导致了自动化系统结构与设备的深刻变革。
自 80 年代以来，几种现场总线技术，诸如：基金会现场总线 FF、局部操作网络Lon Works、过程现场总线 PROFIBUS、控制器局域网 CAN 和可寻址远程传感器数据通路 HART 己逐渐形成其影响力，并在一些特定的应用领域显示了自己的优势。它们具有各自的特点，也显示了较强的生命力。CAN 总线是其中比较有代表性的一员。
最初，为了提高汽车控制单元间通讯可靠性和降低导线成本，以研发和生产汽车电子产品著称的德国 Bosch 公司开发了 CAN 总线协议，并使其成为国际标准。1989 年，Intel 公司率先开发出 CAN 总线协议控制器芯片。到目前为止，世界上已经拥有 20 多家CAN 总线控制器芯片生产商，110 多种 CAN 总线协议控制器芯片和集成 CAN 总线协议控制器的微处理器芯片。
随着汽车动力性能的提高和人们对汽车舒适化程度要求的增加，汽车的电子控制单元和汽车电子装置也不断增加。采用现场总线技术实现汽车的分布式网络化控制使得对汽车各部分的实时控制成为可能。因为采用串行总线实现多路传输，组成汽车电子网络是一种既可靠又经济的做法，解决了上述制约汽车发展的瓶颈问题。同时现代汽车基于安全性和可靠性的要求，也正越来越多的考虑使用电控系统代替原有的机械和液压系统，而这最终也将使汽车上遍布网络。从上个世纪八十年代汽车网络研究开始到现在，已经出现适合各汽车网络的企业标准、国家标准和准工业标准，部分网络化甚至全车网络化的车型也以其高度智能和良好的整车性能取得了巨大的成功。由此表明，网络化在汽车电子中的应用已经成为汽车电子领域发展的重要趋势汽车电子控制网络简介现代科学技术的迅速发展和在汽车上的广泛应用使得车内的电子化程度越来越高，特别是以微控制器为核心的电子控制单元（ECU）进入汽车领域后，给汽车带来了划时代的变化，常见的有：防抱死制动系统（ABS）、电子助力转向系统（EPS）、电控燃油喷射系统、电控传动系统、防滑控制系统（ASR）、废气再循环系统、巡航系统、车身电子控制系统（包括照明指示和车窗，刮雨器）等。汽车的动力性能、操纵的稳定性、安全性、燃油的经济性、对环境的友好性都得到了很大程度的提高。但是汽车上电控单元并不是仅仅与负载设备简单地连接在一起，更多的是与外围设备及其他电控单元进行信息交流，并经过复杂的控制决策运算，发出控制指令。为提高信号的利用率，要求大批数据信息在不同的电子控制单元之间进行交换和共享。同时电子设备的增多必然导致车身布线长度和复杂程度的增加，一辆用传统布线方法设计的高档车中，其电线的长度可达2km，电气节点数也可能超过 1500 个，并且保持大约每 10 年增长 1 倍的发展速度，在这种情况下，粗大的线束与汽车中有限的可用空间之间的矛盾越来越尖锐，而且也成为汽车轻量化和进一步电子化的最大障碍。运行的可靠性降低，故障维修的难度和时间增大，传统的线束已经远远不能满足这种实时通讯的要求，而通过电控系统的网络化则能从根本上解决这些问题。在汽车内部采用基于现场总线的分布式控制网络结构可达到信息共享、减少布线、降低成本以及提高总体性能的目的。因此各大汽车生产厂商开始开发使用网络总线技术解决这一汽车发展上的瓶颈问题。
CAN总线的汽车电子控制网络
汽车电子控制网络是通信技术及计算机技术与汽车控制理论相结合的产物，是按照特定的车用网络协议，以共享资源为主要目的，将所有位置上分散且独立工作的车载控制模块相互连接在一起的集合。汽车电子网络化控制是将网络控制功能在汽车这一特定对象上的应用，它体现在车内各控制模块间的自由通信与相互协调和数据的共享。
近年来 CAN 总线已发展成为汽车电子系统中的主流总线，并产生了以 CAN 总线底层协议为基础的车辆应用层通讯标准 SAEJ1939。现代轿车的设计中，CAN 总线已经成为必须采用的装置，奔驰、宝马、大众等汽车都采用了 CAN 作为控制器联网的手段。中国首辆 CAN 网络系统混合动力轿车已在奇瑞公司试装成功，并进行了初步试运行。
目前在CAN 总线的基础上，大多数负责汽车开发的厂商还采用了 CAN-LIN 总线系统作为车内通讯网络的框架。作为 CAN 总线的子网络的 LIN 总线是一种用于汽车中分布电子系统的新型低成本串行通讯系统，它可作为现有汽车多重传输网络的补充
現代汽车电子设备基本上可以分为三类：动力电子系统、安全与底盘电子系统和车身电子系统。其中动力电子系统主要包括发动机管理系统和传动装置。发动机管理系统要根据分布在汽车各部分的各种传感器所发出的信息和内部嵌入式系统的指令算法软件进行实时计算和控制，给出最适合的动力扭矩，并要符合汽车尾气的排放标准。因此目前的发动机管理系统越来越复杂，需要采集和交换的信息越来越多，微处理器的速度要求越来越快。
安全与底盘电子系统是随着电子半导体技术的发展而出现的。由于对驾车人员安全性要求的提高，如 ABS（Anti-lock Braking System）防抱死系统和安全气囊等装置在汽车中开始普遍使用，并且将系统的诊断功能也集成在功能模块当中。
车身电子系统采用了大量的电子技术，大大地提高了驾驶的舒适和方便程度并且为驾驶人员提供车况信息。系统包括：仪表盘管理系统、中央门锁系统、车门窗自动升降控制、后视镜调整系统、车内空调控制系统、座椅位置和角度调整控制系统、车灯控制及亮度调整系统等。车身系统通常传输的数据要求的实时性较低，因此网络的位速率较低，但部分控制对象要求使用大电流功率模块来驱动电机或执行器件本章主要介绍了汽车电子控制网络近年来的发展状况，表明它已经成为了当代汽车工业中必不可少的环节之一，网络化通讯的概念也已经深入人心，而且发展的空间和前景都是十分可观的，必将在未来几年内占据汽车研发领域的主导地位。介绍了汽车电子控制网络的结构以及划分，高、中、低速网络根据各自的特点，扮演着不同的角色，三者之间通过 CAN 总线相互贯通，有机地结合，共同构成了汽车的电子神经中枢。
随着控制、计算机、通信、网络等技术的发展和融合，信息交换沟通的领域正在迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理的各个层次，从而逐步形成以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统。现场总线就是顺应这一趋势发展起来的高新技术。如今，现场总线已经成为当今世界范围内的自动化技术发展的热点之一，代表了自动化技术发展的新方向，标志着工业自动化技术又一个新时代的开始，并将对该领域的发展产生重要而深远的影响。CAN 总线（Controller Area Network）则是众多现场总线中最具代表性的一个。
CAN 总线结构简单实用，运行稳定，广泛的应用于工业、民用、军事等领域。在当今汽车电子控制网络中，CAN 总线更发挥着不可替代的作用，仅用两根简洁的电缆，便将汽车内部庞大、复杂的通讯网络化为一体，高速、可靠的实现了车辆的控制与运行。但 CAN 总线也有其自身的缺陷。由于缺少对应用层的定义，使得用户对每个系统都需要进行相应的规范制订，同时，基于优先级的竞争机制还不够完备，在通讯堵塞等最坏情况时，报文传输的延迟将严重降低传输速率，在高速行驶的汽车中，即使某个微小的时延，也将造成难以挽回的后果；此外，静态的调度机制使系统操作显得不够灵活，无法动态地对决策层的命令进行响应。
现场总线的现状
现场总线是 20 世纪 80 年代末、90 年代初国际上发展形成的，用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通信网络。它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这项以智能传感、控制、计算机、数字通信等技术为主要内容的综合技术，已经受到世界范围的关注，成为自动化技术发展的热点，导致了自动化系统结构与设备的深刻变革。
自 80 年代以来，几种现场总线技术，诸如：基金会现场总线 FF、局部操作网络Lon Works、过程现场总线 PROFIBUS、控制器局域网 CAN 和可寻址远程传感器数据通路 HART 己逐渐形成其影响力，并在一些特定的应用领域显示了自己的优势。它们具有各自的特点，也显示了较强的生命力。CAN 总线是其中比较有代表性的一员。
最初，为了提高汽车控制单元间通讯可靠性和降低导线成本，以研发和生产汽车电子产品著称的德国 Bosch 公司开发了 CAN 总线协议，并使其成为国际标准。1989 年，Intel 公司率先开发出 CAN 总线协议控制器芯片。到目前为止，世界上已经拥有 20 多家CAN 总线控制器芯片生产商，110 多种 CAN 总线协议控制器芯片和集成 CAN 总线协议控制器的微处理器芯片。
随着汽车动力性能的提高和人们对汽车舒适化程度要求的增加，汽车的电子控制单元和汽车电子装置也不断增加。采用现场总线技术实现汽车的分布式网络化控制使得对汽车各部分的实时控制成为可能。因为采用串行总线实现多路传输，组成汽车电子网络是一种既可靠又经济的做法，解决了上述制约汽车发展的瓶颈问题。同时现代汽车基于安全性和可靠性的要求，也正越来越多的考虑使用电控系统代替原有的机械和液压系统，而这最终也将使汽车上遍布网络。从上个世纪八十年代汽车网络研究开始到现在，已经出现适合各汽车网络的企业标准、国家标准和准工业标准，部分网络化甚至全车网络化的车型也以其高度智能和良好的整车性能取得了巨大的成功。由此表明，网络化在汽车电子中的应用已经成为汽车电子领域发展的重要趋势汽车电子控制网络简介现代科学技术的迅速发展和在汽车上的广泛应用使得车内的电子化程度越来越高，特别是以微控制器为核心的电子控制单元（ECU）进入汽车领域后，给汽车带来了划时代的变化，常见的有：防抱死制动系统（ABS）、电子助力转向系统（EPS）、电控燃油喷射系统、电控传动系统、防滑控制系统（ASR）、废气再循环系统、巡航系统、车身电子控制系统（包括照明指示和车窗，刮雨器）等。汽车的动力性能、操纵的稳定性、安全性、燃油的经济性、对环境的友好性都得到了很大程度的提高。但是汽车上电控单元并不是仅仅与负载设备简单地连接在一起，更多的是与外围设备及其他电控单元进行信息交流，并经过复杂的控制决策运算，发出控制指令。为提高信号的利用率，要求大批数据信息在不同的电子控制单元之间进行交换和共享。同时电子设备的增多必然导致车身布线长度和复杂程度的增加，一辆用传统布线方法设计的高档车中，其电线的长度可达2km，电气节点数也可能超过 1500 个，并且保持大约每 10 年增长 1 倍的发展速度，在这种情况下，粗大的线束与汽车中有限的可用空间之间的矛盾越来越尖锐，而且也成为汽车轻量化和进一步电子化的最大障碍。运行的可靠性降低，故障维修的难度和时间增大，传统的线束已经远远不能满足这种实时通讯的要求，而通过电控系统的网络化则能从根本上解决这些问题。在汽车内部采用基于现场总线的分布式控制网络结构可达到信息共享、减少布线、降低成本以及提高总体性能的目的。因此各大汽车生产厂商开始开发使用网络总线技术解决这一汽车发展上的瓶颈问题。
CAN总线的汽车电子控制网络
汽车电子控制网络是通信技术及计算机技术与汽车控制理论相结合的产物，是按照特定的车用网络协议，以共享资源为主要目的，将所有位置上分散且独立工作的车载控制模块相互连接在一起的集合。汽车电子网络化控制是将网络控制功能在汽车这一特定对象上的应用，它体现在车内各控制模块间的自由通信与相互协调和数据的共享。
近年来 CAN 总线已发展成为汽车电子系统中的主流总线，并产生了以 CAN 总线底层协议为基础的车辆应用层通讯标准 SAEJ1939。现代轿车的设计中，CAN 总线已经成为必须采用的装置，奔驰、宝马、大众等汽车都采用了 CAN 作为控制器联网的手段。中国首辆 CAN 网络系统混合动力轿车已在奇瑞公司试装成功，并进行了初步试运行。
目前在CAN 总线的基础上，大多数负责汽车开发的厂商还采用了 CAN-LIN 总线系统作为车内通讯网络的框架。作为 CAN 总线的子网络的 LIN 总线是一种用于汽车中分布电子系统的新型低成本串行通讯系统，它可作为现有汽车多重传输网络的补充
現代汽车电子设备基本上可以分为三类：动力电子系统、安全与底盘电子系统和车身电子系统。其中动力电子系统主要包括发动机管理系统和传动装置。发动机管理系统要根据分布在汽车各部分的各种传感器所发出的信息和内部嵌入式系统的指令算法软件进行实时计算和控制，给出最适合的动力扭矩，并要符合汽车尾气的排放标准。因此目前的发动机管理系统越来越复杂，需要采集和交换的信息越来越多，微处理器的速度要求越来越快。
安全与底盘电子系统是随着电子半导体技术的发展而出现的。由于对驾车人员安全性要求的提高，如 ABS（Anti-lock Braking System）防抱死系统和安全气囊等装置在汽车中开始普遍使用，并且将系统的诊断功能也集成在功能模块当中。
车身电子系统采用了大量的电子技术，大大地提高了驾驶的舒适和方便程度并且为驾驶人员提供车况信息。系统包括：仪表盘管理系统、中央门锁系统、车门窗自动升降控制、后视镜调整系统、车内空调控制系统、座椅位置和角度调整控制系统、车灯控制及亮度调整系统等。车身系统通常传输的数据要求的实时性较低，因此网络的位速率较低，但部分控制对象要求使用大电流功率模块来驱动电机或执行器件本章主要介绍了汽车电子控制网络近年来的发展状况，表明它已经成为了当代汽车工业中必不可少的环节之一，网络化通讯的概念也已经深入人心，而且发展的空间和前景都是十分可观的，必将在未来几年内占据汽车研发领域的主导地位。介绍了汽车电子控制网络的结构以及划分，高、中、低速网络根据各自的特点，扮演着不同的角色，三者之间通过 CAN 总线相互贯通，有机地结合，共同构成了汽车的电子神经中枢。