用于嵌入式機器控制的CAN總線

　　最初為了客車內各種控制裝置聯網通信而開發的控制器局域網（CAN）串行總線系統，自20世紀90年代初一直被用于嵌入式機器控制系統中。早期大多數使用這些總線系統的用戶都在開發他們自己的應用層協議。然而，利用數據鏈路層解決問題的時代過去了。其中CAN總線和以太網是最成功的數據鏈路層協議。下一個挑戰將是選擇一種更高層的協議。

　　縱觀世界領域，有一些組織推動著基于以太網的應用層在工業應用領域的發展。這些組織現在還未取得成功。然而，在CAN總線領域中，答案已見分曉。在工廠自動化中，DeviceNet協議在其與智能分布式系統（SDS）的競爭中是明確的贏家，同時在嵌入式機器控制中，CANopen協議是最被廣泛接受的應用層協議。

　　DeviceNet和CANopen兩個標準化（EN50325）應用層協議現在針對不同的市場發揮著各自的作用。DeviceNet協議適合用于工廠自動化，而CANopen協議特別適合用于在各種各樣的機器控制中使用的嵌入式網絡。這使得專用的應用層協議過時;定義特殊用處的應用層協議的需求

　　成為歷史，也許對于一些專門的大容量嵌入式系統除外。

　　自從1992年以來，國際CAN標準化組織（CiA）用戶和制造商小組一直支持不同的行業開發基于CAN總線網絡的標準化更高層的協議。嵌入式機器網絡的解決方案已經在與歐洲聯盟的合作中開發出來了。其成果是CANopen應用層協議，并已被列入歐洲標準（即EN50325-4）。除CANopen應用層協議之外，CiACANopen特殊利益小組還有特定的設備、接口和應用描述。美國第一批CANopen用戶包括工業車輛、醫療器械（如GE醫療系統）的制造商和一些機器制造商（如BellHowell公司）。

　　在歐洲，CANopen協議被廣泛認為是在任何類型的機器中用于嵌入式機器控制的更高層協議，任何類型的機器包括紡織機、注模機、鐵路機車、制造基于車輛的超級結構機、甚至是專用咖啡機。在規范設備各種特性方面CiA非常密切地與其它用戶組織合作，比如Europmap注模機制造商小組、超結構制造商的VAK德國協會和公共交通的VDA德國協會。此外，第一個CANopen實踐指南已經被美國的工業車輛協會（ITA）出版，而美國的EPRI用戶組織與CiA合作開發了針對電池驅動設備的CANopen設備規程。但是在北美仍然有許多CAN總線用戶明確指定他們自己的更高層協議。這就好像認為有必要定義一種新的人類語言一樣。

　　我認為對于基于CAN總線網絡有足夠的標準化更高層協議來滿足其各種應用。對于使用確定元件（每年用量從幾百到幾萬）的嵌入式網絡，CANopen協議似乎是最好的解決方案，尤其是在你想買成套的設備、工具和協議棧的時候。對于系統設計者而言，重復利用應用軟件是非常重要的。這不僅需要通信的兼容性，而且也需要設備的互操作性和互換性。所以，CiA支持設備制造商、系統設計者和定義CANopen設備、接口和應用描述的終端用戶的各種需求。為了提供公司和獨立產品的培訓和教育服務，用戶和制造商小組有其自己的教CANopen技術的培訓人員。此外，CiA提供全世界的咨詢服務幫助用戶獲得他們的CANopen網絡的建立和運行。

　　系統設計者為了使其設備品質良好，需要開發一種有效的CANopen一致性測試工具。這種工具也可以用來測試CANopen設備。即使這種工具只提供其靜態測試，高達80%的故障也能被檢測到。根據我的經驗，我強烈建議使用專用測試設備，不管它們是否被官方認證或已經成功通過自行測試。

　　CiA非營利組織成立于1992年。400多家公司已成為它的會員，包括許多位于美國的公司。CiA在北美的業務主要由于當地很低的需求而仍然受到限制。然而在過去幾個月里，CiA已經收到那里越來越多的查詢信息，所以它計劃建立一個美國辦事處。同時，美國工程師可能與總部位于德國的CiA通過e-mail、傳真或電話方式聯系以便獲得所需的支持。