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CAN总线能够使用光纤和(1)等多种传输媒体。总线信号以差分电压传送，两条信号线分别为CAN_H和CAN_L。静态时这两条信号线均为2.5 V，此状态表示(2)，也可以称之为“隐性”。CAN_H比CAN_L高，表示逻辑“0”(或称为“显性”)，此时，通常电

admin2009-02-15  38
问题 CAN总线能够使用光纤和(1)等多种传输媒体。总线信号以差分电压传送，两条信号线分别为CAN_H和CAN_L。静态时这两条信号线均为2.5 V，此状态表示(2)，也可以称之为“隐性”。CAN_H比CAN_L高，表示逻辑“0”(或称为“显性”)，此时，通常电压值为CAN_H=3.5 V，CAN_L＝1.5 V。当“显性”位和“隐性”位同时发送时，最后总线数据将为(3)。

CAN现场总线具有如下基本特征：
   ①CAN总线是一种多主方式的串行通信总线，当CAN信号传输距离在40 m以内时，其最高通信速率为1 Mb/s，当信号传输距离在10 km以内时，CAN总线仍可提供 50kb/s的数据传输速率。网络上节点的数目主要取决于总线驱动电路，目前可达110个节点。
   ②通信的灵活性。CAN总线允许采用多主方式工作，网上任一节点均可在任何时刻主动向网上其他节点发送信息(不分主从)，无需站地址等节点信息。事实上，通信取决于报文标识符进行(在CAN2.0A标准中规定了2032种报文标识符)，采用报文滤波即可实现点到点、一点到多点或者全广播等多种方式通信，无需专门调度。
   ③通信的实时性。CAN网络上节点的信息可分为不同的优先级，从而能满足不同的实时性要求。
   ④通信的可靠性。CAN采用了非破坏性的总线仲裁技术，当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动退出发送，具有相对最高优先级的节点可以不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线仲裁时间，特别是在网络负荷很重的情况下也不会引起网络瘫痪。另一方面，CAN协议规定了采用短帧结构(比如一个数据帧内有效数据为8个字节)，帧传输时间短，抗电磁干扰能力强。每帧内有CRC校验及其他校验措施(适用于位数小于127位的帧)。当节点发现严重错误时，能自动关闭输出，使其他节点操作不受影响。
   基于以上基本特征，请估算具有最高优先权的数据帧最快可在多长时间内获得传输权限。请在150字以内简要说明理由并列出计算过程。
选项
答案由于仅有12个网络节点且最大节点间的距离小于35 m，故数据传输速率取1 Mb/s。数据桢长度取127位，再加上传输的标识或起止位，则最小数据帧长为134位。具有最高优先权的数据帧最快可在134μs时间内获得传输权限 这是一道要求读者根据CAN总线的传输特性、帧的结构来估算数据帧等待传输时间的分析计算题。本题的解答思路如下： ①由题干关键信息“图6-10所示的网络结构中有12个网络节点”和“系统主控机与网络节点采用双绞线连接，实验时最大节点间的距离小于35 m”，而试题中已给出“当 CAN信号传输距离在40m以内时，其最高通信速率为1 Mb/s”，而且“网络上节点的数目主要取决于总线驱动电路，目前可达110个节点”等信息间接可推理出，在数据帧等待传输时间估算过程中数据传输速率可取1 Mb/s。 ②试题中关键信息“每帧内有CRC校验及其他校验措施(适用于位数小于127位的桢)”可推理出，在数据帧等待传输时间估算过程中数据帧长度可取127位。再加上传输的标识或起止位，则最小数据帧长为134位。 ③CAN最高通信速率为1 Mb/s，传送1 bit用时1μs，那么传送一帧134位的数据需用时134/μs。 ④因为CAN总线网络上节点信息允许分成不同的优先级，从而可以满足不同的实时需求。“具有最高优先权的数据”是指该数据帧在最坏情况下获得的传输权限。由于CAN总线刚开始传输一个帧，就要把这个帧传完，才能使下一个最高优先级的数据帧获得传输的机会。 ⑤由以上分析可知，具有最高优先权的数据帧最快可在134/μs时间内获得传输权限 (CAN2.0A的规范)。
解析
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