CAN バス（コントローラ エリア ネットワーク）は、車両、産業オートメーション、その他の分野で使用される信頼性の高いリアルタイム シリアル通信プロトコルです。{0}これにより、複数のマイクロコントローラーとデバイスがホスト コンピューターなしで相互に通信できるようになります。
CAN バスは、もともと 1980 年代初頭にドイツのボッシュによって車内通信用に開発されました。- 1993 年に、ISO はデータ リンク層プロトコルと物理層プロトコルの両方を含む CAN バス規格 (ISO 11898) を発行しました。
ISO 11898-1: データリンク層プロトコルを定義します。
ISO 11898-2: 高速 CAN バスの物理層プロトコルを定義し、最大データ転送速度 1 Mbps をサポートします。-線形トポロジを推奨しており、リアルタイム要件の高いアプリケーションに適しています。
ISO 11898-3: データ転送速度が 40 Kbps ～ 125 Kbps の低速 CAN バス用の物理層プロトコルを定義します。-。フォールト トレラント CAN としても知られており、1 つの信号線に障害が発生した場合でも通信を継続できるため、リアルタイム要件が低いアプリケーションに適しています。
CANバスの特徴:
マルチ-マスター コントロール:CAN バスは、マスター スレーブ階層なしでネットワーク上に共存する複数のマスター デバイスをサポートします。-デバイスはメッセージの優先順位に基づいて通信します。
差動信号:2 本のワイヤ (CAN_H と CAN_L) を使用して差動信号を送信し、電磁干渉に対する耐性を強化します。
非破壊的な仲裁:メッセージの送信中に衝突が発生した場合、優先度の高いメッセージが送信され、優先度の低いメッセージは再送信を待ちます。-
エラーの検出と処理:CRC チェックサム検証やビット エラー チェックなど、堅牢なエラー検出および処理機能を備えています。
柔軟なトポロジ:リニア、スター、ツリー、リング構成などの複数のネットワーク トポロジをサポートします。
CAN バスでは、論理「0」と「1」の間の大きな電圧差により、信頼性の高い通信が保証されます。上記の説明を参照すると、CAN バス上の 2 つの論理レベルは次のとおりです。
ドミナント: 0
劣性: 1
CAN バス上の信号レベルは、ラインと特性を示します。-このライン-と動作は、CAN バス アービトレーションの回路基盤を形成します。ドミナント レベル (0) は常にリセッシブ レベル (1) をマスクします。異なるノードがドミナント レベルとリセッシブ レベルを同時に送信する場合、バスはドミナント レベル (0) を示します。すべてのノードがリセッシブ レベル (1) を送信する場合にのみ、バスはリセッシブ状態を示します。
支配的なレベル:ロジック 0。高速 CAN では、CAN_H ピンは 5V に駆動され、CAN_L ピンは 0V に駆動されます。-
従順なレベル:ロジック 1。どちらのピンも駆動されません。
高速 CAN バスと低速 CAN バスでは、物理層の信号レベルの定義が異なります。-
高速 CAN は、CANH と CANL の電圧が等しい場合 (CANH=CANL=2.5V) に論理「1」を定義し、CANH と CANL の電圧差が 2V の場合 (CANH=3.5V、CANL=1.5V) に論理「0」を定義します。
コモンモード電圧範囲（-12V ～ 12V）内で、高速 CAN トランシーバは、CANH と CANL の間の電圧差が 0.9V を超える場合をドミナント状態として解釈し、差が 0.5V 未満である場合をリセッシブ状態として解釈します。内部ヒステリシス回路が干渉を軽減します。
低速 CAN は、CANH と CANL の間の電圧差が 5V (CANH=0V、CANL=5V) の場合に論理「1」を定義し、電圧差が 2.2V (CANH=3.6V、CANL=1.4V) の場合に論理「0」を定義します。
高速 CAN 信号レベル（ISO 11898-2）-
低速 CAN 信号レベル (ISO 11898-3)
CAN エラー処理メカニズム:
CRC エラー:データのCRC値を計算し検証することでエラーを検出します。
ビットエラー:送信中にビットエラーをリアルタイムで検出します。-
エラーフレーム:エラーを検出した場合、再送を要求するエラーフレームを送信します。
まとめ
CAN バスは、その高い信頼性、リアルタイム パフォーマンス、柔軟性により、さまざまな分野で広く採用されています。{0}テクノロジーの進歩に伴い、CAN バスは進化し続けています。-たとえば、BOSCH がリリースした CAN FD (フレキシブル データ レート) 標準は、より高い帯域幅を必要とするアプリケーションの要求を満たすためにデータ送信レートをさらに強化しています。-