哈工大威海车载网络总结(版权李兆祥)

第一、二章1.车辆采用数据总线的原因（1）减少线束（2）用电子信息的传送取代机械的或液压的或气动的系统连接的传动部分。2.最早成为国际标准的是CAN，它属于ISO标准：ISO 118983.美国汽车工程师协会（SAE）目前已确定通讯网络的三个类别：（1）A类：是面向传感器、执行器的低速网络，该类网络对实时性要求不高，位 速率一般为110Kbit/s，主要应用于电动门窗、座椅调节、灯光照明 等控制，采用LIN。（2）B类：主要面向对立模块间的数据共享，是中速网络，该网络适用于对实时 性要求不高的通讯场合，以减少冗余传感器和其它电子部件，主要应 用于车辆信息中心、故障诊断、仪表显示等系统，采用低速CAN。（3）C类： 主要面向高速、实时闭环控制的多路传输网，典型应用是发动机控制、 悬架控制、ABS等实时控制系统，采用高速CAN。4.CAN总线通信 德国博世公司于80年代初，为了解决众多传感器与执行装置之间的数据交换而开发的 一种串行通信协议。 由于其良好的性能及独特的设计，是车辆领域中应用最广泛的一种5.按网络拓扑结构：星型网、总线网、环形网。 网络的拓扑结构是指网络中节点的互连形式 星型拓扑网： 每个入网机器（工作站）通过点-点连接到中央节点，任何两台工作站之间的通信都必须通过中央节点。特点：采用集中式通信控制策略，中央节点必须建立和维持许多并行数据通路，因 此中央节点的结构复杂，而每个工作站的通信负担很小，只需满足点-点链路 简单通信要求，结构简单。由于汽车网络应用目的之一是简化线路，所以这种结构不可能成为整车网络的结构，但有可能在一个部件或总成上使用。 总线拓扑网：传输介质是一条总线，工作站通过相应硬件接口接至总线上。特点：一个站发送数据，所有其他站都能接收，此种传输介质称为多点式或广播式。 因为所有节点共享一条传输链路，一次只允许一个站发信息，需有某种存取 控制方式，确定下一个可以发送的站。6.传输介质 传输介质是网络中连接收发双方的物理通路，也是通信中实际传输信息的载体。 网络中常用的传输介质：电话线、同轴电缆、双绞线、光导纤维电缆、无线与卫星通信。第三章1.什么是CAN？（重点） 面向位的串行通讯协议：优点：以比特作为传输控制信息的基本单元；数据帧与控制帧格式相同；传 输透明性好；连续发送，传输效率高； 传输速率：5 Kbit/s up to 1 Mbit/s 对等网络：任何节点都可以传送信息。 多点传输无路由：广播方式传输 CSMA/CD：载波侦听、多路访问（CSMA）和冲突检测（CD） 根据报文ID，判断传输优先顺序 错误界定：主动错误，被动错误，总线关闭 对于损坏、错误信息自动重发 系统范围内数据的一致性：系统内所有节点同时接收数据，并且错误处理也同 时进行，保证了一致性，后面会逐个验证 出错率低( 10-10)2.CAN拓扑结构： CAN节点结构及物理层： 3. 数据链路层：逻辑链路控制子层：滤波、过载通知、恢复管理 媒体访问控制子层：数据封装/解包、数据检测/标定、串并互换、 应答 物理层：位编码/解码、位定时、同步、驱动器接收器特性第四章一、CAN特点：有优先级的报文传输（ID低的优先级高）在负载率低的情况下延迟时间可以保证（30%）配置灵活广播方式性的同步接收系统范围内数据的一致性：对等、多点同步（即广播）错误检测、标定：可实现在总线再次空闲时，损坏报文的自动重发分别暂时、永久错误节点，并自动关掉缺陷节点二、CAN基本概念（1）CAN报文：在总线上发送具有有限可变长度及固定格式的位流序列。（2）信息路由：依靠报文ID判断优先级，而不用节点地址，使用灵活， 增加节点时，不用改变网络硬件结构。（3）位速率：同一网段，各节点位速率相同（4）优先权：ID低的优先权高（5）远程数据请求：所发RF和所收DF的ID相同（6）广播：依靠MID寄存器及MASK寄存器判定是否接受（ID滤波）（7）仲裁、监听：发送电位电平与总线一致，则继续发送，否则失去仲裁（8）安全性：错误检测：监视循环冗余检查位填充报文格式的检查（9）错误标定和恢复时间（10）故障界定（11）连接（12）单通道（13）总线值（14）应答（15）睡眠模式/唤醒（16）振荡器容差三、CAN：（1）帧格式：含11位ID标识符的帧为标准帧； 含29位ID标识符的帧为扩展帧（2）帧类型：数据帧、远程帧、错误帧、过载帧 1.数据帧（Data Frame）：下图为扩展帧的结构示意图： 数据帧长度计算： SOF+AF+ CF+DF+CRCS+CRCD+ACK+EOF+插位 标准帧=1 + 12 +6+8x(x=08) +15+1+2+7+ (1+12+6+15)+8x)/4（向下取整） MAX=132 扩展帧=1 + 32 +6+8x(x=08) +15+1+2+7+ (1+32+6+15)+8x)/4（向下取整） MAX=157分七个域： 帧起始：一个显性位（“0”） 仲裁域：标准帧： 12位：11ID+RTR 扩展帧：32位：11ID+SRR+IDE+18ID+RTR RTR：远程传输请求位 ：对于数据帧为“0”，远程帧为“1” SRR：替代远程传输请求位：一个隐性位“1” IDE： 标识符扩展位：标准帧：一个显性位；扩展帧：一个隐性位控制域：六个位 DLC 03 表示数据域长度 数据域：08 bytes循环冗余校验域：CRC校验码生成过程举例：a发送数据比特序列为：110011（6比特）； 生成多项式比特序列11001（5比特，K=4）b将发送的数据比特序列乘以24，产生的乘积为： 1100110000（乘以生 成多项式的最高次）c将乘积用生成多项式比特序列去除，得到：d将余数序列加到乘积当中得到1100111001e如果在数据传输过程中没有发生传输错误，则接收端收到的带有CRC校 验码的接收数据比特序列能被相同的生成多项式整除。应答域 ：包括应答槽和终止符 应答槽：会产生叠加，即ACK向总线上发送一个隐性位，而接受为一个 显性位（有发送及接收节点决定） 终止符：一个隐性位（发送节点决定）帧截止：七个隐性位2.远程帧（Remote Frame）： 六个域：与数据帧相比，没有数据域 工作过程：A向B发送一个远程帧，B向A回馈一个数据帧 其中控制域中DLC 03所指为回馈数据帧中数据域长度 远程帧与数据帧的区别： a远程帧没有数据域；数据帧有数据域 b远程帧中控制域中DLC 03所指为回馈数据帧中数据域长度。 因为不需定时发送，只在系统需要时，发送远程帧，来取得所需数据 帧，所以远程传输可降低总线负载。3.错误帧（Error Frame）： 错误标识及其叠加： 错误标志分类：主动错误标志：六个显性位“0” 被动错误标志：六个隐性位“1”（能够被覆盖） 只会触发两次，累加612位：实际错误：主动错误或被动错误 由引起位填充错误 终止符：8个隐性位（先监听1+7）4.过载帧： 作用：降低负载 位置：数据帧、远程帧前后 两个域：a过载标志及其叠加 b终止符 过载触发条件：a节点内部触发：上次接收的数据未被CPU读取就已经被再次滤波进 来的CAN数据改写 b 帧间空间的第一、二位被检测为显性位 c 错误帧、过载帧的终止符的第八位被检测为显性位 过载帧发出时刻： a 由中a原因触发时，下一个帧间空间的第一位发出 b由中b、c原因触发时，检测到“0”的下一位发出过载帧 c 最多连续两个过载帧 过载标志： a 六个显性位“0”（与主动错误标志相同） b 破坏了帧间空间中的间歇域 c 可叠加612位“0” d 帧间空间中的间歇域第三位为“0”认为是帧起始 终止符：8个隐性位（1+7）（3）帧间空间： 1.位置：数据帧和远程帧之前；错误帧和过载帧前面无帧间空间 2.三个域：间歇域 （Intermission） 挂起传送域：（Suspend Transmission） 只有一个被动错误发送节点发送信息时，它下面的帧间空 间才包括又“挂起传送” 挂起传送后，只有等到下一次总线空闲才可发送 总线空闲域（bus idle）：任意长度（0）（4）发送节点与传送节点 发送节点：总线空闲时，发出一个报文，若发送位与总线上传输不一 样，则丢失仲裁，转化成一个接收节点。 接收节点：总线不空闲，不发报文（5）报文滤波： 1.IDE：标准帧：0 扩展帧：12.CnMDHm和CnMDLm的设置与ID值有关：（两个寄存器） 标准帧：ID28ID18 扩展帧：ID28ID03.发送节点发送为ID；接收节点收到的为：ID； 接收节点中寄存器设置的为：ID 当ID=ID时，接收。而ID与ID是否相等与寄存器无关。 （从CnMDHm开始设置） 4.MASK掩码机制：掩盖全部或部分ID（寄存器ID），使掩盖部 分不做比较。 CnMASK1L和 CnMASK2L寄存器 设置与ID值无关，自设：屏蔽（即不参与比较），其位为1 非屏蔽（即参与比较），其位为0 CnMASK1L=0x0000，CnMASK1H=0x0000，则全比较； CnMASK1L=0xFFFF， CnMASK1H =0xFFFF，则全不比较； （从CnMASK1H开始设置） （6）编码： 位填充： 范围：数据帧、远程帧的帧起始到CRC序列。 规则：连续五个相同极性，插入一个补位（极性不相同） 作用：重同步，防止相同极性太多，累积时间误差太大 （7）仲裁： 解释用CSMA/CD如何完成两个或两个以上节点的发送： 1.CSMA/CD：载波侦听、多路访问（CSMA）和冲突检测（CD） 2.两个或两个以上节点同时发送信息时，与总线上所传输的信息所比较，若与之相同的节点则继续发送；若总线上传输为“0”，节点发送为“1”，则其转为接收节点，接收发送节点传来的信息。（“0”优先级高）（8）错误处理： 1.错误分类：位错误 填充错误 CRC错误 格式错误 应答错误 2.错误界定：状态：主动错误、被动错误、总线关闭 3.节点类型转换：四、位时间：（1）名义位速率：理论上（不计误差），1s内传输位的个数。（2）名义位时间（Nominal bit time）：名义位时间 = 1 / 名义位速率 1.四个段： 同步段(SYNC_SEG) 传播时间段(PROP_SEG) 相位缓冲段1(PHASE_SEG1) 相位缓冲段2 (PHASE_SEG2) 同步段 传播时间段 相位缓冲段1 相位缓冲段2 （采样点）（3）采样点：位置：位于相位缓冲段1末尾； 作用：读取位电平， 所有节点在相同时间采样（4）信息处理时间(IPT)：一个以采样点作为起始的时间段，用于计算 采样点后续位的位电平。（5）TQ：时间量：计算CAN总线时间的最小时间量（6）各段长度规则： 1.PHASE_SEG2=maxPHASE_SEG1,IPT 2.IPT2TQ 即PHASE_SEG2PHASE_SEG1 3.DBT=825TQ 4.SYNC_SEG=1TQ 5.PROP_SEG=18TQ 6.PHASE_SEG1=18TQ 实际位时间（DBT） 信息处理时间(IPT) （7）同步：1.硬同步：一定在位时间同步段产生一个下降沿。对于一帧CAN报 文，只有一个位进行硬同步，此位为帧起始。2.重同步： 为何进行位插入？ 由于晶振有时间误差，若无位插入，则会造成累计时间误差。 有位插入，使其在连续五位同位后，插入一位异位，强迫产生同步。 重同步的目的就是要使跳变沿位于位的同步段内。 方式：加长相位缓冲段1以及缩短相位缓冲段2， 加长或缩短的值有上限：即同步跳转宽度。 a如果需要修正的值小于同步跳转宽度，则按照实际值修正相位 缓冲段1和2 b如果需要修正的值大于同步跳转宽度，则按照同步跳转宽度修 正相位缓冲段1和23.相位误差：跳变沿与同步段之间的距离。 符号位：a e0在同步段内 b e0在同步段后，采样点之前位正 加长相位缓冲段1 c e0在同步段前，上一个采样点后位负 缩短相位缓冲段2 如果不是上述三种情况，则出现错误，即采样的位极性与实际位 极性不符。 当相位误差的绝对值小于重同步跳转宽度时，重同步位和硬同步 位效果一样（按照误差值调整相位缓冲段1或2，调整跳变沿使 其位于同步段内），可以将重同步位等同于硬同步位。 当相位差大于同步跳转宽度时，按照同步跳转宽度调整相位缓冲 段1或2。加长相位缓冲段1缩短相位缓冲段2 相位缓冲段只在当前位周期内被增长或者缩短，接下来的位周期，只要没有重同步，各段将恢复为位时间的编程预设值。 当相位差的绝对值小于或者等于重同步跳转宽度SJW 时，重同步和硬同步的效果是相同的，能实现相位差的补偿；但是如果相位差的绝对值比重同步跳转宽度大，由于补偿的最大值是重同步跳转宽度，致使重同步不能完全补偿相位差。（8）波特率的设定： 1.晶振：物理晶振 fx=5Mhz 2.PLL模式：fxx=fx*4=5*4=20Mhz 3.fCAN分频：CnGMCS寄存器 fCAN=fxx=20Mhz fCANMOD=fCAN/(CnGMCS+1) ；4.fTQ：CnBRP寄存器（受CnGMCS寄存器设置影响） fTQ=fCANMOD/（CnBRP+1）=2Mhz; TQ=1 / fTQ5. CnBTR寄存器：同步跳转宽度（SJW）的确定：TSEG 2的确定：DBT=TSEG1+TSEG2+1 TQ； TQ=1/fTQ一般题为：给出波特率，求寄存器设置：Baud rate=1/ DBT，求出DBT=多少TQ（受CnBRP的设置直接影响）由位时间各段长度规则及TSEG1、 TSEG2长度范围，得出 TSEG1、 TSEG2根据表确定CnBTR寄存器设置 TSEG 1的确定：注意：当题给波特率较大时，可同时修改CnGMCS或CnBRP和CnBTR寄存 器，来实现所给波特率。我的大学爱情观目录：1、 大学概念2、 分析爱情健康观3、 爱情观要三思4、 大学需要对爱情要认识和理解5、 总结1、什么是大学爱情：大学是一个相对宽松，时间自由，自己支配的环境，也正因为这样，培植爱情之花最肥沃的土地。大学生恋爱一直是大学校园的热门话题，恋爱和学业也就自然成为了大学生在校期间面对的两个主要问题。恋爱关系处理得好、正确，健康，可以成为学习和事业的催化剂，使人学习努力、成绩上升；恋爱关系处理的不当，不健康，可能分散精力、浪费时间、情绪波动、成绩下降。因此，大学生的恋爱观必须树立在健康之上，并且树立正确的恋爱观是十分有必要的。因此我从下面几方面谈谈自己的对大学爱情观。2、什么是健康的爱情：1) 尊重对方，不显示对爱情的占有欲，不把爱情放第一位，不痴情过分；2) 理解对方，互相关心，互相支持，互相鼓励，并以对方的幸福为自己的满足; 3) 是彼此独立的前提下结合；3、什么是不健康的爱情：1)盲目的约会，忽视了学业;2)过于痴情，一味地要求对方表露爱的情怀，这种爱情常有病态的夸张;3)缺乏体贴怜爱之心，只表现自己强烈的占有欲;4)偏重于外表的追求;4、大学生处理两人的在爱情观需要三思：1. 不影响学习：大学恋爱可以说是一种必要的经历，学习是大学的基本和主要任务，这两者之间有错综复杂的关系，有的学生因为爱情，过分的忽视了学习，把感情放在第一位；学习的时候就认真的去学，不要去想爱情中的事，谈恋爱的时候用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。2. 有足够的精力：大学生活，说忙也会很忙，但说轻松也是相对会轻松的！大学生恋爱必须合理安排自身的精力，忙于学习的同时不能因为感情的事情分心，不能在学习期间，放弃学习而去谈感情，把握合理的精力，分配好学习和感情。3、 有合理的时间；大学时间可以分为学习和生活时间，合理把握好学习时间和生活时间的“度”很重要；学习的时候，不能分配学习时间去安排两人的在一起的事情，应该以学习为第一；生活时间，两人可以相互谈谈恋爱，用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。5、大学生对爱情需要认识与理解，主要涉及到以下几个方面：（1） 明确学生的主要任务“放弃时间的人，时间也会放弃他。”大学时代是吸纳知识、增长才干的时期。作为当代大学生，要认识到现在的任务是学习学习做人、学习知识、学习为人民服务的本领。在校大学生要集中精力，投入到学习和社会实践中，而不是因把过多的精力、时间用于谈情说爱浪费宝贵的青春年华。因此，明确自己的目标，规划自己的学习道路，合理分配好学习和恋爱的地位。（2） 树林正确的恋爱观提倡志同道合、有默契、相互喜欢的爱情：在恋人的选择上最重要的条件应该是志同道合，思想品德、事业理想和生活情趣等大体一致。摆正爱情与学习、事业的关系：大学生应该把学习、事业放在首位，摆正爱情与学习、事业的关系，不能把宝贵的大学时间，锻炼自身的时间都用于谈情说有爱而放松了学习。 相互理解、相互信任，是一份责任和奉献。爱情是奉献而不时索取，是拥有而不是占有。身边的人与事时刻为我们敲响警钟，不再让悲剧重演。生命只有一次，不会重来，大学生一定要树立正确的爱情观。（3） 发展健康的恋爱行为 在当今大学校园，情侣成双入对已司空见惯。抑制大学生恋爱是不实际的，大学生一定要发展健康的恋爱行为。与恋人多谈谈学习与工作，把恋爱行为限制在社会规范内，不致越轨，要使爱情沿着健康的道路发展。正如马克思所说：“在我看来，真正的爱情是表现在恋人对他的偶像采取含蓄、谦恭甚至羞涩的态度，而绝不是表现在随意流露热情和过早的亲昵。”（4） 爱情不是一件跟风的事儿。很多大学生的爱情实际上是跟风的结果，是看到别人有了爱情，看到别人幸福的样子（注意，只是看上去很美），产生了羊群心理，也就花了大把的时间和精力去寻找爱情（5） 距离才是保持爱情之花常开不败的法宝。爱情到底需要花多少时间，这是一个很大的问题。有的大学生爱情失败，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们在一起的时间太多。相反，很多大学生恋爱成功，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们准确地把握了在一起的时间的多少程度。（6） 爱情不是自我封闭的二人世界。很多人过分的活在两人世界，对身边的同学，身边好友渐渐的失去联系，失去了对话，生活中只有彼此两人；班级活动也不参加，社外活动也不参加，每天除了对方还是对方，这样不利于大学生健康发展，不仅影响学习，影响了自身交际和合作能力。总结：男女之间面对恋爱，首先要摆正好自己的心态，树立自尊、自爱、自强、自重应有的品格，千万不要盲目地追求爱，也不宜过急追求爱，要分清自己的条件是否成熟。要树立正确的恋爱观，明确大学的目的，以学习为第一；规划好大学计划，在不影响学习的条件下，要对恋爱认真，专一，相互鼓励，相互学习，共同进步；认真对待恋爱观，做健康的恋爱；总之，我们大学生要树立正确的恋爱观念，让大学的爱情成为青春记忆里最美的风景，而不是终身的遗憾！