Controller Area Network簡稱CAN匯流排是一個在汽車電子上用得非常廣泛的一種協議，CAN匯流排有眾多優點……
好，說了那麼多CAN的特點之後激起了我對CAN匯流排工作原理的興趣。CAN匯流排的匯流排仲裁機制是我覺得設計的非常精妙的，下面總結幾個CAN匯流排的特徵點，這幾個特徵點對理解CAN的總裁機制非常重要。

1、CAN匯流排在物理層上只有兩根線CANH和CANL，根據兩根線的的電位差來判斷匯流排電平，而不是兩根線單獨傳輸資料（像串列埠的TXD和RXD一樣）。匯流排電平分為顯性電平和隱形電平兩種，相當於二進位制中的0和1。

2、CAN總線上可以掛載很多和CAN控制器單元，每個單元都可以是主機，可以傳送和接收資料。但是有與總線上單元眾多，所以會導致傳送衝撞。為了避免傳送衝撞，CAN協議規定只有等通道空閒的時候某一個CAN單元才能佔有匯流排併發送資料。但是僅僅這樣做還不足以避免所有的訊號衝撞，例如如果有兩個單元同時要傳送資料的時候，他們同時檢測通道是否空閒，同時準備傳送資料，這樣就會產生衝撞。

3、為了解決2中所說的衝撞問題，CAN協議提出了優先順序的概念。規定每一個CAN的資料幀都有一個識別符號（Identification）簡稱ID，這個ID標識了CAN資料幀的優先順序。多個單元同時傳送資料幀的時候，優先順序較高的資料幀優先發送資料，低優先順序的資料幀則等待空閒後傳送。

4、就像3中說的，通過資料幀的優先順序來決定哪個資料幀所在的CAN單元優先發送資料，但是每個CAN單元並不知道與自己同時傳送資料的單元的優先順序到底是比自己高還是比自己低。解決辦法就是使用1中所說的CAN匯流排的物理特性來解決。舉一個例子來形象地說明一下，這裡暫時先拋開CAN匯流排的物理特性，使用我們自己的熟知的數位電路知識，假設單元之間只使用一根線連線，線路的電平狀態為0或者1，且0為顯性1為隱形，也就是0電平和1電平進行“線與”操作的話會出現0電平（0 & 1 = 0）。好，假設這裡有兩個單元：單元1和單元2，單元1要傳送的資料幀的優先順序為0010 0011(b)，單元2要傳送的資料幀的優先順序為0011 0101(b)，我們規定優先順序數值越小的單元優先順序越高，也就是0000 0000(b)的優先順序最高而1111 1111(b)的優先順序最低。那麼我們知道單元1的優先順序是要高於單元2的。就在公元2018年1月22號早上10點41分22秒276毫秒33微秒的時候，兩個單元要同時傳送資料，雖然我們不想他們兩個發生衝撞，但是還是不可避免的發生了。按照正常的手續來，第一步，兩個單元先檢測通道是否是空閒，檢測結果是空閒，兩個單元都可以進行資料傳送，但是彼此不知道對方也要進行資料傳送。第二步，傳送各自的優先順序ID，我們規定先發送高位，這時候單元1傳送了0，單元2傳送了0，在物理線上進行線與之後得到了0，單元1和單元2都說了：“啊，太開心了，我發出去了0，線上的狀態的確是0”，好進行下一位資料的傳送，單元1傳送了0，單元2傳送了0，在物理線上進行線與之後得到了0，單元1和單元2都說了：“啊，真好，我發出去了0，線上還是0”，但是其實他們都是“傻逼”，因為0和任何數進行與操作都是0，所以發出去是0檢測線上的訊號一定也是0。好，繼續下一位資料，這次兩個單元的資料都是1了，這樣線與之後線上的電平還是1，單元1和單元2都說了：“啊，你才是傻逼，我發出去1了，我還是能收到1！”。好好好，我不跟你犟，我們再看下一個資料，這下就有好戲看了，單元1發出去了一個0，而單元2傳送出去了一個1，進行線與操作後得到了0，也就是說單元0傳送出去0，線上結果是0，但是單元1傳送出去1但是線上結果是0，這時候單元1笑了說：“哈哈，我發出去的和檢測到的是一樣的”，而單元2哭著說：“我發出了1但是檢測到了0，這說明總線上還有一個單元在傳送資料，並且他傳送的是0，也就是說他的優先順序比我要高，我要讓他先走”，好了終於分出個高下了，單元1繼續傳送資料，單元2等待單元1傳送之後再進行傳送。好，例子說完了，總線上不同單元同時傳送資料的情況完美地解決的，雖然有的單元心裡可能有點憋屈，但是誰叫別人的優先順序更高呢！這是我們規定的物理層通訊協議，其實CAN匯流排的匯流排仲裁方式跟我們的例子是如出一轍的，是不是很佩服設計者的腦子！