基于CAN总线的网络拓扑结构研究

陈焕霆 刘志浩

摘要：CAN 即“控制器局域网”，是一个 ISO 标准的串行通信协议。最初的CAN 总线由国外一家公司为应对汽车上日益庞大的电子控制设备而开发的系统，其最大的特点就是有很大的拓展性，可承受大批量数据的高频高速通信数据。合理的设计和规划的网络拓扑结构是实现CAN协议的基础，有利于降低成本，提升整个网络的性能。常见的拓扑结构有直线型拓扑、环型拓扑、星型拓扑等【1】。

关键词：CAN总线;网络拓扑;拓扑结构

Discuss the network topology structure based on CAN bus

Chen Huan Ting

Suzhou Huazhan Aerospace Electric Appliance Co.， LTD

Abstract：CAN is "controller LAN"， is an ISO standard serial communication protocol. The original CAN bus is a system developed by a foreign company to cope with the increasingly huge electronic control equipment on the automobile. Its biggest characteristic is that it has great extensibility and CAN withstand the high frequency and high speed communication data of large quantities of data. Choosing an appropriate network topology is the basis of realizing CAN protocol， which is beneficial to reduce communication cost and improve the performance of the whole network. Common topologies include linear topology， ring topology， star topology， etc. [1].

Key words：CAN bus; Network topology; topology

1. 引言

CAN总线作为一种通信网络互联方式，目前已经被被广泛的应用于汽车、工控、通信、军工等行业，最高速率可达到1Mbps。CAN的容纳出错能力特别强，CAN控制器内建了强大的纠错和整理机制。CAN 总线网络是一种真正的多主机多大脑系统网络，在总线处于闲置的情况下，任何一个独立的单元都可以申请成为指挥官，向总线发送消息。

2. CAN总线系统概述

从拓扑图1中可以看到一个CAN总线，主要由CPU，CAN总线控制器，CAN总线收发器组成。

2.1 CAN总线的终端匹配电阻

高频高速信号在工作的情况下，信号的波长较短，信号在传输线终端就会形成反射波，干扰原来的信号，所以需要在线缆的末端增加一个终端匹配电阻，一般是匹配一个120欧姆的电阻，这样可以使信号到达传输线信号末端后不反射，以满足电路可以稳定工作的需要，见图3。

低频信号则不用必须连接终端电阻才可以正常工作，终端匹配电阻要与导线的阻抗相同，典型值为120Ω，其主要的作用的是匹配CAN总线阻抗，提高数据通信的电磁兼容性及可靠性能【3】。……