车载网络
众多的国际知名公司早在20 世纪80 年代就积极致力于汽车网络技术的研究及应用。到目前为止已形成了多种网络标准，如：sae（汽车工程师协会）的j1850 和j1939、德国大众的abus、法国psa 的van、美国商用机器的autocan、德国bosch的can 等等。近几年，在欧洲和美国推出的车型基本上都配备了一个、两个甚至多个网络系统，不光高档车装备有，甚至低档经济型车也有。日本的汽车公司也开始逐步使用车载网络系统。我国近一两年和欧洲同步推出的几款车型也装备了汽车网络系统,如：神龙汽车有限公司去年推出的“毕加索”轿车装备了van 网、明年即将推出的“萨拉”n7 轿车将装备van 和can 混合网、后年推出的“标致307”系列车将采用fullcan 网系统；一汽大众的“宝来”轿车在动力系统和舒适系统中装备了两套速率不同的can 网；上海大众的“波罗”也装备了can 网。正如一些汽车专家认为的：就像汽车电子技术在上世纪70 年代引入集成电路、80 年代引入微处理器一样，近十年来车载网络技术的引入也将是汽车电子技术发展的一个里程碑。2 can 网逐渐发展成为车载网络领域中应用最为广泛的国际标准
2.1 can 网络协议的产生和发展
1986 年2 月，robert bosch 公司在sae 年会上介绍了一种新型的串行总线系统—can（controller area network）。根据这个can 协议，在1987 年中期，intel 开发了首个can **—82526。不久，philips半导体也推出了82c200。这两种can **在报文过滤和控制上有许多的不同。philips 半导体的方式叫basiccan；intel 的方式叫fullcan，由此后的不断发展，从而形成了fullcan 和basiccan 两大阵营。在20 世纪90 年代初，bosch can 规范（can 2.0）被提交给了国际标准化组织。经过讨论，应一些法国主要汽车商的要求，包含了吸收一些van 网（vehicle area network）的内容。并于1993 年11 月出版了正式的can 国际标准**o11898。从此can 协议被广泛的用于各类自动化控制领域。在1992 年，奔驰公司首先在他们的高级轿车上使用了can 技术。这是can 技术在车载网络系统中的首次实际使用。目前，can 协议及其网络系统已被全球汽车厂商普遍接受，成为车载网络系统的计算机网络技术基础。在欧洲几乎每一辆新款汽车均装配有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 **投入应用。到了2000 年，全球市场销售了超过1 亿个can 元器件。2.2 can 网络协议的内容和基本原理
作为一种网络协议一般应符合**o/osi 模型，即国际标准化组织的开放系统互连参考模型。但目前广泛应用的许多网络协议并不完全符合这个模型，can 就是这种网络协议。对照**o/osi 模型中的7 层次，can 仅明确定义了相当于数据链路层和物理层的内容。图2 给出它的层次结构。其中对象层和传输层包括所有由**o/osi 模型定义的数据链路层的服务和功能。can 是一种总线网，一般是采用廉价的双绞线作为其传输介质。一根线为高电位，另一根为反向的低电位，这样总体对外电磁辐射相互抵消。can 协议的报文传输由以下四种不同的帧类型所表示和控制：
数据帧：数据帧携带数据从一个节点的发送器至所有节点的**。远程请求帧：总线的一个节点发出远程请求帧，请求某个节点响应具有同一识别符的数据帧。错误帧：总线上的任何节点一旦检测到总线的错误就发出错误帧。过载帧：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，防止产生**过载。can 协议在其帧结构中定义了多种校验方式，确保信息传送的可靠性。信息在网络中采用广播的方式，总线上所有的节点均先接收到报文，然后根据帧结构中的11 位或29 位标识符进行识别，接收所需的信息，屏蔽掉本节点不需要的信息。在报文发送时是采用内容（而不是一般的地址方式）择优的优先级方式，我们称其为载波侦听多路访问/冲突检测，即：csma/cd（carrier sense multiple access with coll**ion detect）。如果利用一般的csma 访问总线，可对总线上信号进行检测，只有当总线处于空闲状态时才允许发送。利用这种方法可以允许多个节点挂接到同一网络上，但当检测到一个冲突位时，所有节点将重新回到**总线的状态，直到该冲突时间过后才开始发送。在总线超载的情况下，这种技术可能会造成发送信号经过许多延迟。为了避免发送延时可利用csma/cd 方式访问总线：当总线上有两个节点同时进行发送时，必须通过无损的逐位仲裁方法来使有最高优先权的的报文优先发送。在can 总线上发送的每一条报文都具有唯一的一个11 位或29 位的标识符，can 总线状态取决于二进制数0 而不是1，所以id 号越小则该报文拥有越高的优先权。因此一个为全0 标志符的报文具有总线上的**优先权。可用另外的方法来解释,在消息冲突的位置第一个节点发送0，而另外的节点发送1，那么发送0 的节点将取得总线的控制权，并且能够成功的发送出它的信息。这种独特的总线争用方式保证了高优先级报文的及时发送，减少了时延。在差错处理方面can 也有其独特的优势。对于一个帧可以用互不排斥的5 种方式检查出出错的帧。另外还有一个计数机制，当一个节点错误的次数满足一定条件时，会被进行相应的故障处理，以防止出故障的节点对整个系统的影响，保证其他节点之间的正常通信。2.3 can 协议适宜于车载网络应用的优势
一个适宜于汽车环境的网络协议必须满足许多苛刻的要求，并具有一些独特的特性。can 具有十分优越的特点，这使得绝大多数的工程师都选择它作为车载网络协议的标准。这些优点包括以下内容：
(1)低成本。由于can 已经成为车载网络中应用最广泛的标准，这使得相关元器件的产量很大，从而大大的降低了成本。对于已经竞争非常激烈的汽车产业来说是十分重要的。(2)极高的总线利用率。如前一节分析的那样，其发送冲突解决方案是一种冲突规避的设计方式，减少了信息重发可能性，从而提高了利用率，对于发送优先级高的重要信息尤为如此。(3)高速的数据传输速率可高达1 mbit/s，完全可满足汽车动力和悬架等高速系统的传输需求。(4)可根据报文的id 决定接收或屏蔽该报文，而不是采用一般的地址方式。方便与网络相连的汽车电器系统的灵活配置。(5)可靠的错误处理和检错机制；发送的信息遭到破坏后可自动重发；节点在错误严重的情况下具有自动退出总线；这些特点都保证了系统极高的可靠性、安全性和健壮性。很明显，这对于车载的网络系统是十分重要的要求。(6)报文帧结构相对比较简单，占用总线时间短，从而保证了通信很高的实时性。(7)目前如：bosch、philips、siemens、delphi、valeo 等世界上重要的汽车电器供应商已开发出大量成熟的can 元器件和嵌入了can 接口的电控单元（ecu），这样可大大的缩短相关汽车电器系统的开发时间，减少开发成本。3 can 系统已经开始在新型的汽车上得到了广泛的实际应用
3.1 can 在车载网络中的应用
在can 协议中仅对网络的低层进行了具体规定，其应用层协议并未给出。这样针对不同的应用，其应用层也不尽相同。在汽车领域，目前存在的多种车载网络标准，其侧重的功能也有所不同。为了便于设计和使用，sae（汽车工程协会）将车载网络按传输速率的不同划分为a、b、c 三类。其中b 类在国际标准**o-**11519-2 中称为低速can 网，c 类在国际标准**o-**11898 中称为高速can 网。