CAN总线实时性分析

为了优化CAN 通讯协议的实时性，通常有两类方法。第一类是在原有CAN 事件触发协议的基础上对总线仲裁方式做一些改进；第二类是采用时间触发的TTCAN 协议。本文搭建了实验平台，对不同网络负载和不同类型消息帧下的通讯延迟时间进行了实验，比较了第一类方法中的动态优先级与第二类方法中的TTCAN 的网络实时性能。结果表明：负载率较大、较高时，不同类型的消息帧对消息帧的延迟时间影响较大。若采用动态优先级，事件型消息帧的延迟时间基本不变，周期型消息帧的延迟时间显著增加；若如采用TTCAN，事件型消息帧的延迟时间显著增加，周期型消息帧的延迟时间基本不变。
CAN(Controller Area Network)即控制局域网，是国际上认为是几种最有前途的现场总线
之一。CAN 最初由德国的Bosch 公司因汽车监控和控制系统的需要而设计，并且被世界各个大的汽车制造厂商采用。目前CAN 已经成为国际标准，它的应用范围已经不仅仅局限于汽车行业,在工业过程控制、机械工业、纺织工业、农用机械、机器人、安全检测、数控机床、工业锅炉、医疗器械及传感器等领域也被成功应用，并取得了一定的效益。
虽然 CAN 的应用非常广泛，但随着自动化技术的不断发展，它的局限性也日趋明显。
传统的CAN 总线采用了非破坏性总线仲裁技术,当数据传输发生冲突的时候,具有较高优先级的站点会在竞争中胜出,获得数统中，网络结构将越来越复杂，网络负载也越来越大,会造成优先级较低的站点在多次发送数据时与优先级高的站点冲突，并且在竞争中失败而不能发送数据。这样就会导致优先级较低站点数据传输延时的不确定性，时而较大，时而较小，整个网络的实时性和可靠性会大大下降，甚至不能满足控制的需求［１］。目前，解决这一问题的主流思路有两种。第一种是在原有CAN 事件触发协议的基础上对总线仲裁方式做一些改进；第二种是采用TTCAN 协议。