第七章-CAN总线复习课程

在 CAN 协 议 中 采 用 了 由 CSMA/CD 发 展 而 来 的 CAMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance， 载波监听多路访问/冲突避免)非破坏性仲裁技术。
问题
五、简述CAN总线报文的仲裁方式，与以太网报文仲裁有何 不同？
问题
四、分析CAN总线的位定时与位同步原理。
标称位时间
同步段
传播段
相ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ缓冲段1
相位缓冲段2
采样点
同步段是CAN总线位周期中每一位的起始部分。不管是发送 节点发送一位还是接收节点接收一位都是从同步段开始的。 但是由于发送节点和接收节点之间存在网络传输延迟以及 物理接口延迟，发送节点发送一位之后，接收节点延迟一 段时间才能接收到，因此，发送节点和接收节点对应同一 位的同步段起始时刻就有一定的时延。
数据帧将数据从发送器传输到接收器； 远程帧由节点发出，用以请求发送具有同一识别符的数
据帧； 错误帧在任何单元检测到总线错误时发出； 过载帧用以在先行的和后续的数据帧或远程帧之间提供
一附加的延时。
问题
三、简述数据帧的组成，并找出其与远程帧的不同。
数据帧
一个数据帧中包含了7个不同的位场：帧起始场（Start of Frame）、仲裁场（Arbitration Frame）、控制场（Control Frame）、数据场（Data Frame）、CRC校验场（CRC Frame）、应答场（ACK Frame）、帧结束场（End of Frame）。
问题
四、分析CAN总线的位定时与位同步原理。
物理层信号主要实现编码/解码、位定时和位同步等相关 功能。
CAN(Controller Area Network)是有效支持分布式实时控 制的串行通讯网络。从位定时的同步方式考虑，它实质上 属于异步通讯协议，每传输一帧，以帧起始位开始，而以 帧结束及随后的间歇场结束。这就要求收/发双方从帧起始 位开始必须保持帧内信息代码中的每一位严格的同步。从 位定时编码考虑，它采用的是非归零编码方式，位流传输 不像差分码那样可以直接用电平的变化来代表同步信号， 因此为保证同步质量，CAN协议定义了自己的位同步方式： 硬同步和重同步。
问题
五、简述CAN总线报文的仲裁方式，与以太网报文仲裁有何 不同？
CAN总线的发送采用多主控制机制。在总线空闲时，所有的 单元都可开始发送消息，最先访问总线的单元可获得发送权 ；在多个单元同时开始发送时，则对报文ID的优先级进行仲 裁，发送低优先级ID报文的单元主动退出发送，发送高优先 级ID报文的单元则可继续发送。
相符合时，才把沿用作于同步；
总线空闲期间，有一“隐性”转变到“显性”的沿，无论何 时，都会执行硬同步。
符合规则1和规则2的所有从“隐性”转化为“显性”的跳变 沿（和在低位速率情况下，选择的“显性”到“隐性”跳变 沿）都被用作于重同步。有一例外情况，即当发送一“显性” 位的节点不执行重新同步而导致一“隐性”转化为“显性” 沿，此沿具有正的相位误差，不能用作于重新同步。
问题
四、分析CAN总线的位定时与位同步原理。
标称位时间
同步段
传播段
相位缓冲段1
相位缓冲段2
采样点
传播延时段的设置就是要补偿该段时延的。CAN总线协议中 的非破坏性仲裁机制以及帧内应答机制，都要求那些正在 发送位流的发送节点能够同时接收来自其他发送节点的 “显性位”(逻辑0)，否则就会使得仲裁无效或者应答错误。 传播延迟段推迟那些可能较早采样总线位流的节点的采样 点，保证由各个发送节点发送的位流到达总线上的所有节 点之后才开始采样。
CAN总线以报文为单位进行数据传送，报文的优先级结合 在11位标识符中，具有最低二进制数的标识符有最高的优 先级。这种优先级一旦在系统设计时被确立后就不能再被 更改。总线读取中的冲突可通过位仲裁解决。
问题
五、简述CAN总线报文的仲裁方式，与以太网报文仲裁有何 不同？
仲裁的机制确保信息和时间均不会损失。当具有相同识别符 的数据帧和远程帧同时初始化时，数据帧优先于远程帧。
只要总线空闲，任何单元都可以开始发送报文。
要对数据进行实时处理，就必须将数据快速传送，这就要 求数据的物理传输通路有较高的速度。在几个站同时需要 发送数据时，要求快速地进行总线分配。
如果2 个或2 个以上的单元同时开始传送报文，那么就会 有总线访问冲突。通过使用识别符的位形式仲裁可以解决 这个冲突。
必须的？并说明作用。
八、一个CANopen设备的最小能力设备功能有哪些？为什么？ 九、在DeviceNet中通常使用CAN总线数据帧的哪个场来定义
分类、实例、属性和服务？
十、在DeviceNet中定义了哪些报文组？
问题
一、简述 CAN总线参考模型。
逻辑链路子层LLC 接收滤波
超载通知
恢复管理
数 据
介质访问控制子层MAC
链
数据包装/解包
路
帧编码
层
介质访问管理
错误监测
出错标定
应答
串并转换
位编码/解码
物
位定时
理 层
同步
驱动器接收器特性
CAN协议分层结构和功能
监控器 故障界定 总线故障管理
问题
二、简述CAN总线传输帧的类型，并阐述各自的作用。
数据在节点间发送和接受以四种不同类型的帧出现和控 制。这四种帧分别是数据帧、远程帧、错误帧和过载帧。
问题
四、分析CAN总线的位定时与位同步原理。
标称位时间
同步段
传播段
相位缓冲段1
相位缓冲段2
采样点
硬同步强迫引起硬同步的跳变沿处于重新开始的位 时间同步段之内。
重同步的结果使相位缓冲段1增长，或使相位缓冲 段2缩短。
问题
四、分析CAN总线的位定时与位同步原理。
硬同步和重新同步应遵循以下规则：
在一个位时间里只允许一个同步； 仅当采集点之前探测到的值与紧跟边沿之后出现的总线值不
第七章-CAN总线
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问题
一、简述 CAN总线参考模型。 二、简述CAN总线传输帧的类型，并阐述各自的作用。 三、简述数据帧的组成，并找出其与远程帧的不同。 四、分析CAN总线的位定时与位同步原理。 五、简述CAN总线报文的仲裁方式，与以太网报文仲裁有何
不同？
六、在CAN总线中采用了位填充编码，请问其意义？ 七、分析CANopen通信协议中定义的几种报文，找出哪些是