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关于CAN的那些事儿
2019-10-11 23:05:04· 来源：HEAD acoustics
NVH技术部海德声科 今天点击添加图片描述（随着汽车往智能化、数字网络化和节能化的方向发展，各大主机厂也为提高产品竞争力将越来越多的ECU应用在汽车部件和系
随着汽车往智能化、数字网络化和节能化的方向发展，各大主机厂也为提高产品竞争力将越来越多的ECU应用在汽车部件和系统中，如ESP、ABS和ASR等。为了解决众多ECU之间的数据交互和协调而开发的串行通讯协议，即为CAN总线协议，全称为控制器局域网（Controller Area Network）。最早由Bosch公司开发，目前已经成为行业通用标准。
CAN总线特性
CAN主要挂在CAN_H和CAN_L，各ECU节点通过双绞线实现信号的串行差分传输，即大小相等跳变方向相反的信号，同时为避免信号反射和干扰，需要在CAN_H和CAN_L连接120欧姆的终端电阻（电缆阻抗特性为120欧）。
双绞线差分传输
CAN总线定义两个ISO标准，主要基于传输数据速率和优先级
- ISO 11898定义速率为125kbps~1Mbps高速CAN
- ISO 11519定义速率为10~125kbps低速CAN
总线长度与信号速率成反比关系
针脚定义，目前常用车载CAN_BUS转接线缆
- 端口1是连接采集前端设备的9针脚端口，通常由厂家和设备商提前定义，目前汽车行业已形成标准
- 端口2是连接在汽车CAN接口的16针脚端口，每个OEM定义会有区别
CAN 9针转16针线缆
针脚定义
CAN分类与特点
汽车常用CAN总线协议有三种：CAN2.0、CAN_FD（CAN with Flexible Date rate）和FlexRay。
其中CAN 2.0在汽车行业最为通用，最大传输速率(波特率)达1Mbit/s (汽车为500Kbit/s)。随着ECU应用的大量增加，CAN总线的负载率急剧增大，影响了传输的可靠性和实时性，为此Bosch与Vector共同开发了CAN FD，在传输速率和数据长度上进行提升。而FlexRay的出现主要运用在高端车上，BMW某车型ECU数量已高达100多个。相对CAN和CAN FD，FlexRay拥有双通道结构，总速率达20Mbit/s，但性价比较低，如上图所示。
CAN的重要性
那么CAN总线协议和NVH又有何渊源呢？
在汽车界，NVH被呼之“玄学”，而玄性之根本在于它的复杂性和不确定型。如你本意排查POT异响，锁定工况2G@2300rpm，次日早晨准备复现但异响消失，问题不了了之，隔日领导试驾却又发现异响问题严重，准备立项深度排查。
经NVH工程师反复排查验证，该异响存在于油门开度60%，2G@1800-2300rpm，扭矩爬升45-80N/m区间和TCU温度83℃的工况下，最后问题锁定为因TCU温度变化致使冷却液粘稠度改变流经阀门的敲击声，此异响工况介入油门开度、转速、挡位、扭矩和冷却液温度等参数。NVH工程师需要尽可能掌握这些可控的客观因素，并从客观影响中排查问题，因此读取CAN总线信息的重要性就不言而喻。
CAN传感器可以帮助NVH工程师：
1.直接读取转速等信息，避免了像布置光电传感器以获取转速的麻烦；
2.深入分析数据，只要有CAN信息的记录，后期就可通过解码获取更多汽车参数。
HEAD产品中的CAN
CAN 信息采集硬件
HEAD 数采前端支持读取CAN信息的硬件如下（通过OBD II或者CAN协议读取）：
所有HEAD采集硬件均支持CAN_BUS和OBD II数据读取，其中SQ III和Lab DX支持同时读取两路CAN总线信息，更好地满足工程师需求。
CAN Sensor软件设置
HEAD软件有两种设置方式（任选一种）：a. 通过HEAD Sensor Explorer; b. 通过Artemis中 的Sensor Library。
a1. HEAD Sensor Explorer_ OBD II设置，在没有DBC文件条件下HEAD默认支持符合ISO15765-4通用标准DBC，可读取转速、车速和扭矩等信息。
a2. HEAD Sensor Explorer_ CAN设置，在有DBC文件时，设置传感器后期监测可获得更多信息，如变速箱输入/出扭矩、空调压力和驱动力矩等。CAN设置的第一步和第二步都相同，只是在第二步中设置如下：
鼠标右键依次New Sensor>>Bus Systems>>CAN Sensor
最后，第四步设置完成并保存与OBD设置一样。
b1. Artemis suite中Sensor Library_ OBD II设置
b2. Artemis suite中Sensor Library_ CAN设置，CAN设置的第一步和第二步都相同，只是在第二步中设置如下：
最后，第三步设置完成并保存与OBD设置一样。
CAN 信息采集
CAN传感器导入：可通过HEAD Sensor Explorer或通过Artemis Sensor Library。
a. HEAD Sensor Explorer导入
b. Artemis Sensor Library导入：
CAN信息触发设置和在线监测：
CAN 信息解码提取
(若采集时勾选保存解码通道则不需操作CAN解码这一步，如下图）
有时工程师在测试时并没有相关CAN协议文件，在线监测虽然默认OBD II，但后期分析数据又需要更多参数，所以HEAD 软件支持预先采集后期运用协议文件解码获取（支持CAN和FlexRay文件）。
针对CAN信息采集和解码，HEAD acoustics可以做得更多：
- HEAD Recorder 可实现多通道参数监测和不同参数触发；
- 支持多种形式的CAN协议（OBD II/CAN_BUS/CAN FD/Flexray）解码，更好满足工程师的需求；
- SQ III和Lab DX可同时支持两路CAN信号，可更好地满足信息交互。
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