介绍

本节介绍了规范开发和维护的基本概念。实际规范包含在以下部分中。

读者应该对CAN总线的主要概念和操作原理有充分的了解。

核心设计目标

下面列出的核心设计目标有助于解释基本的UAVCAN概念及其背后的动机。

• 对等网络 - 应该没有主节点。网络中的所有节点都应具有相同的通信权限，以便没有单点故障。
• 节点可以交换长有效载荷 - 必须为节点提供一种简单的方法来交换不能适合单个CAN帧的大型数据结构（例如GNSS解决方案，3D矢量等）。UAVCAN应在协议级别执行自动传输分解和重组，从而隐藏应用程序的相关复杂性。
• 支持冗余接口和冗余节点 - 这是安全相关应用程序的常见要求。
• 高吞吐量，低延迟通信 - 依赖于高频，硬实时控制环路的应用需要低延迟，高吞吐量的通信方法。
• 简单的逻辑，低计算要求 - UAVCAN针对各种嵌入式系统，从用于密集数据处理的高性能嵌入式车载计算机（例如，高性能Linux驱动的机器）到极其资源受限的微控制器。后者对实现协议所需的逻辑量施加了严格的限制。
• 应明确定义常见的高级功能 - UAVCAN为常见的高级功能定义标准服务和消息，例如网络发现，节点配置，节点固件更新，节点状态监控（自然地发展为车辆范围的健康监控） ，网络范围的时间同步，动态节点ID分配（又称即插即用）等。
• 开放式规范和参考实现 - UAVCAN规范是开放的，免费提供; 参考实现是根据MIT许可证的条款 分发的。

规范更新和批准过程

UAVCAN开发团队负责根据采用者的意见推进规范。这些反馈是通过邮件列表收集的，该列表对所有人开放。

标准数据定义集是规范的基础概念之一（请参阅数据结构描述语言（DSDL））。在同一主要版本中，规范只能通过以下方式扩展：

• 只要默认数据类型ID与现有数据类型之一不冲突，就可以添加新数据类型，可能使用默认数据类型ID。
• 只要修改不会破坏向后兼容性，就可以修改现有数据类型。
• 可以声明不推荐使用现有数据类型。
  • 声明弃用后，数据类型将至少保持两年。在此期间之后，其默认数据类型ID可以重用于不兼容的数据类型。
  • 弃用将通过邮件列表公布，并以DSDL定义中的注释形式表示。

可以在联系人页面上找到包含默认DSDL定义集的存储库的链接 。

参考资料来源

UAVCAN规范包含对以下来源的引用：

• CiA 801 - 应用笔记 - 自动比特率检测。
• CiA 103 - 本质安全的物理层。
• CiA 303 - 建议 - 第1部分：布线和连接器引脚分配。
• IEEE 754 - 二进制浮点运算标准。
• ISO 11898-1 - 控制器局域网（CAN） - 第1部分：数据链路层和物理信令。
• ISO 11898-2 - 控制器局域网（CAN） - 第2部分：高速媒体访问单元。
• ISO / IEC 10646：2014 - 通用编码字符集（UCS）。
• ISO / IEC 14882：2014（E） - 编程语言C ++。
• “使用CAN-Bus实现分布式高分辨率实时时钟”，M. Gergeleit和H. Streich。
• “寻找可理解的共识算法（扩展版）”，Diego Ongaro和John Ousterhout。