为了确保运行时交换数据的“新鲜”^[4]和及时将命令交付执行器，媒介访问控制（MAC）协议能保证信号帧的有限响应时间是至关重要的。一个拥有此能力、高效且概念简单的MAC方案，确保根据传输信息的优先级访问总线（读者可以参考文献[30，31]和第13章了解如何计算优先总线上的响应时间范围）。为此，每条信息都被指定一个标识符，此标识符在整个系统上都是唯一的。这么做有两个目的：给出传输优先级（数值越低，优先级越高），并允许接受信息后过滤。这样的“优先总线”的两个主要代表是CAN和J1850。

4.2.1.1 CAN

毫无疑问，CAN是使用最广泛的车载网络。它由博世公司在20世纪80年代中期设计，用于车载ECU之间的多路通信，并因而减少了总的线束：导线长度和专用线数量（例如，与非多路传输的标致306相比，嵌入了两个CAN总线的标致307的导线数量减少了40%，从635条降至370条^[32]）。此外，它允许在ECU之间共享传感器。

基于双绞铜线上的CAN在1994年成为ISO标准^[20，33]，并且由于其低成本、鲁棒性和有限通信延迟，所以现在欧洲汽车应用上的数据传输，它是事实上的标准^[3]。在如今的汽车中，CAN被用作SAE的C类网络来进行动力总成和底盘域的实时控制（在250kbit/s或500kbit/s），但是它也被用作对于车身域电子设备的SAE的B类网络，通常数据传输速率为125kbit/s。

在CAN中，可能存在数据被分段成数帧，定期、不定期或按照需要（即客户端/服务器模式）传输。一幅用标识符标记的CAN数据帧在1帧内传输，且它的标记符数值决定着帧的优先级。CAN使用非归零（NRZ）位代表一个长度为5的位填充。为了不失去位时（即同1帧的连续两个位传输之间的时间），站点需要定期重新同步，且这个过程需要放在信息的边沿上。位填充是一种编码方法，当使用非归零位表示总线上的信号电平时，它能使其再同步，且可以在一个较长的时间段内维持常数（例如，传输“000000…”）。边沿生成后进入传出位流，以这样的方式来避免传输超过最大数的连续的、相同水平的位（对于CAN，最大数是5）。接收器将应用逆过程，并去掉填充帧。对于一个包括所有协议处理如填充位在内的（至多为）135位数据来说，标准CAN数据帧（CAN 2.0A）最多可以包含8B的数据。对帧格式和总线访问内容感兴趣的读者，可以参见第13章内容。CAN总线访问仲裁程序基于这一事实：就是当传输时，一个发送节点监测总线。信号必须能够传送到最偏远的节点，并且在位值确定前返回。这要求位时至少等于两倍的限制数据传输速率的传送延迟；例如，1Mbit/s在最长40m的总线上是可行的，而250kbit/s可以在超过250m的总线上运行。为了减轻数据传输速率的限制，并且进一步延长CAN的使用寿命，汽车制造商已经开始实施“流量整形”这一在响应时间方面非常有益的策略；这部分内容在第14章中介绍。

CAN有若干种失误检测机制。例如，可以检查出：帧中传输的循环冗余校验（CRC）和在接收端计算得到的CRC相同，帧结构是有效的且没有发生位填充错误。每个站检查到一个错误就会发送一个“错误标志”，它是一个特定类型的帧，由六个连续的优势位组成，且这些优势位使总线上的所有站都觉察这个传输错误。损坏的帧将自动进入下一仲裁阶段，额外的延迟可能导致它错过它的截止期限。错误恢复时间定义为从检测出错误到新1帧开始的时间，是17～31个位时。CAN拥有某种故障隔离机制，来确定在微控制器、通信控制器或物理层级别上由硬件产生的永久性错误。该方案是基于误差计时器，这些计时器根据特定事件（如成功接收1帧数据，接收到损坏的1帧数据等）来增长和减少。所涉及算法的相关性是值得质疑的^[34]，但其主要的弊端是一个节点必须自我诊断，而这可能会导致一些严重错误无法被检测到。举例来说，一个错误的振荡器可以导致一个节点连续传送一个优势位，而这是一个“低级错误”表现（详见第6章）。此外，其他错误，如把网络分割成多个子网，由于在端点处不好的信号反射而可能阻止所有节点的通信。在没有额外的容错设施的情况下，CAN不适用于安全性至关重要的应用场合，如未来的线控系统。例如，一个单一的节点可以通过发送规范外的信息（即帧的长度和周期）来干扰整个网络的运作。为了提高基于CAN的网络的可靠性（第6章），提出过许多机制，但是，如果每个方案只解决一个特定的问题，那么它们并不需要设想组合起来。此外，这些机制的设计中使用的故障假设不一定相同，并且它们之间的相互作用仍有待正式研究。(www.daowen.com)

CAN标准只定义了物理层和数据链路层（DLL）。例如，针对规范启动程序、实现数据分割或发送定时消息，已经提出了几个更高级别的协议（见4.3节中的AUTOSAR和OSEK/VDK）。其他更高级别的协议规范了消息内容，以减轻ECU之间的相互操作性。比如，J1939列举的在斯堪尼亚卡车和公共汽车上的案例^[35]。

4.2.1.2 VAN

汽车局域网络（VAN）^[21]和CAN很相似（例如帧格式、数据传输速率），但它具有一些附加的或不同的功能，从技术的角度看，这些功能是有用的（例如，没有必要的位填充与帧响应：一个被要求数据答复的节点，在同1帧数据中包含了请求）。VAN过去曾多年被法国汽车制造商标致-雪铁龙用于汽车车身域产品中（例如，206车型），但是由于它没有被市场所接受，所以被淘汰，取而代之的是CAN。

4.2.1.3 J1850网络

J1850^[19]是一个SAE的B类优先级总线，它在美国曾被用于非严格实时性要求的通信中，如控制车身电子或诊断。J1850的两个衍生型定义为：一个传输速率为10.4kbit/s的单线版本和一个为41.6kbit/s的双线版本。新的设计趋势似乎是用CAN或一个像LIN（参见4.2.3.1节）这样的低成本网络来代替J1850。