2014-06-12
1
Układy elektryczne i
elektroniczne w pojazdach
CAN
(Controller Area Network)
CAN - geneza
Samochód wyższej klasy to:
ok. 70 urządzeń ste...
6 downloads
0 Views
2014-06-12
1
Układy elektryczne i
elektroniczne w pojazdach
CAN
(Controller Area Network)
CAN - geneza
Samochód wyższej klasy to:
ok. 70 urządzeń sterujących
ok. 3 km przewodów (600 długości samochodu)
ok. 3000 styków
ok. 50 przewodów w drzwiach kierowcy
Przyczyny awarii:
54% wiązki i połączenia
17% czujniki
17% nastawniki
12% urządzenia sterujące
Metody wymiany danych
Rys. can1. Konwencjonalna transmisja danych
Metody wymiany danych
Rys. can2. Struktura pierścieniowa
Metody wymiany danych
Rys. can3. Struktura gwiaździsta
Metody wymiany danych
Rys. can4. Struktura szyny
2014-06-12
2
Metody wymiany danych
Rys. can5. Rodzaje transmisji
CAN - charakterystyka
szeregowa sieć (magistrala) zaprojektowana
pierwotnie dla przemysłu samochodowego
dwuprzewodowa, półdupleksowa
odpowiednia dla szybkich aplikacji używających
krótkich wiadomości
CAN może teoretycznie połączyć do 2023
urządzeń w pojedynczej sieci. Praktycznie do 110.
komunikacja z szybkością do 1 Mbit/s
pozwalająca na kontrolę w czasie rzeczywistym
Niezawodna w warunkach zakłóceniowych dzięki
właściwości ograniczania i wykrywania błędów
CAN - historia
początek lat 80 – początki magistrali szeregowej w
samochodach (Bosch)
1983 – nowa magistrala; prace nad redukcją
liczby przewodów (Bosch, Mercedes-Benz)
Luty 1986 – oficjalna prezentacja CAN (Bosch -
Automotive Serial Controller Network)
1987 – pierwszy kontroler CAN (Intel i Philips)
1991 - publikacja CAN 2.0
1992 – pierwszy Mercedes-Benz z siecią CAN
1993 – publikacja standardu ISO11898
1995 – rozszerzenie formatu ramki (ISO 11898)
CAN - standardy
Specyfikacja firmy BOSCH – ISO 11898-1:
standardowy CAN wersja 2.0A (Standard CAN),
używa 11 bitów identyfikacji
rozszerzony CAN wersja 2.0B (Extended CAN),
używa 29 bitów identyfikacji
Standardy ISO dla CAN:
ISO 11898-2 – aplikacje szybkie (od 125kbit/s do
1 Mbit/s) – High-Speed CAN (CAN-C)
ISO 11898-3 – aplikacje wolne (od 5 kbit/s do 125
kbit/s) – Low-Speed CAN (CAN-B)
CAN - wprowadzenie
CAN jest siecią multimaster (dostęp rywalizacyjny
z wykrywaniem kolizji z arbitrażem priorytetów
wiadomości)
Rys. can6. Topologia magistrali CAN
CAN – warstwa fizyczna
Rys. can7. Dołączanie elementu (stacji) do magistrali CAN
2014-06-12
3
CAN – terminatory
ISO 11898 (CAN High Speed) wymagane
terminatory
CAN – poziomy napięć
ISO 11898 (CAN High Speed)
Napięcie na
magistrali
Stan magistrali
Recesywny (ustępujący)
logiczne „1”
dominujący (przeważający)
logiczne „0”
CAN-High 2.5V 3.5V (2.75-4.5V)
CAN-Low 2.5V 1.5V (0.5-2.25V)
± 0.5V
Rys. can8. ISO 11898 – poziomy napięć
CAN – poziomy napięć
ISO11519
(CAN Low Speed)
Nie wymaga
terminatorów
Napięcie na
magistrali
Stan magistrali
recesywny
(ustępujący)
dominujący
(przeważający)
CAN-High 1.75V 4.0V (max. 5V)
CAN-Low 3.25V 1.0V (min. 0V)
± 0.15V ± 0.15V
Rys. can9. ISO 11519 – poziomy napięć
CAN – ramka danych
CAN 2.0A (standard) – 11 bitowy identyfikator
CAN 2.0B (extended) – 11 i 29 bitowy identyfikator
CAN – ramka danych
SOF (Start of Frame) bit - dominujący bit oznaczający początek
ramki
ID (Identificator) - pole to reprezentuje 11-bitowy identyfikator
ramki
RTR bit - Jeżeli jest w stanie recesywnym, to mamy do
czynienia z ramką zdalną (brak pola danych), w przeciwnym
wypadku mamy do czynienia z ze zwykłą ramką danych
IDE (Identificator Extension) - Bit który pozwala rozróżnić czy
mamy do czynienia identyfikatorem podstawowym ramki, czy
tez z rozszerzonym. Dla identyfikatora 11-bitowego, bit ten
znajduje się w stanie dominującym.
r0 - Bit zarezerwowany. Jest akceptowalny w dowolnym stanie
recesywnym lub dominującym.
DLC (Data Length Code) - 3 bitowe pole informujące jaka ilość
bajtów jest przesyłana w aktualnej ramce
CAN – ramka danych
Data field - Pole danych. Może zawierać od 0 do 8 bajtów
danych.
CRC (Cyclic Redundancy Check) field - 15-bitowe pole sumy
kontrolnej. Suma kontrolna liczona jest na podstawie wszystkich
bitów poprzedzających pole sumy kontrolnej. Pole sumy
kontrolnej kończy ogranicznik (CRC-D - delimiter), znajdujący
się zawsze w stanie recesywnym.
ACK (Acknowledge) - 2-bitowe pole potwierdzenia (ACK slot,
ACK-D - delimiter). Służy do potwierdzenia przez węzeł
odbierający poprawności transmisji.
EOF (End of Frame) - 7-bitowe pole końca ramki. Jest to ciąg
bitów znajdujących się w stanie recesywnym.
INT (Interval) - 3-bitowa przerwa międzyramkowa, zawsze
znajdując się w stanie recesywnym
2014-06-12
4
CAN – ramka danych
W przypadku ramki z identyfikatorem 29-bitowym:
bit IDE ustawiony jest w stan recesywny, co sygnalizuje, że
kolejne 18-bitów stanowi składową część identyfikatora 29-
bitowego.
SSR (Substitute Remote Request bit), które ma zawsze
stan recesywny, zapewniając odpowiedni arbitraż w
przypadku jednoczesnej transmisji standardowej i
rozszerzonej ramki danych (ramka standardowa o
identyfikatorze takim samym jak pierwsze 11 bitów ramki
rozszerzonej ma większy priorytet)
CAN – ramka danych (charakterystyka)
CAN 2.0A (standard) – 11 bitowy identyfikator...