Технологія та застосування шини CAN
Огляд комунікаційної технології CAN
CAN (Controller Area Network) — мережа контролера. Завдяки високій продуктивності, високій надійності та унікальному дизайну люди все більше цінують CAN.
BOSCH спочатку розробив CAN у Німеччині для автомобільних систем моніторингу та керування. Сучасні автомобілі все частіше контролюються електронними пристроями, такими як синхронізація двигуна, контроль уприскування палива, контроль прискорення та гальмування (ASC) і комплексна антиблокувальна система гальм (ABS). Оскільки ці елементи керування вимагають виявлення та обміну великими обсягами даних, використання жорстко з’єднаних сигнальних ліній є не тільки громіздким і дорогим, але й складним для вирішення проблеми. Використання шини CAN добре вирішує вищевказані проблеми.
У 1993 році CAN став міжнародним стандартом ISO11898 (високошвидкісне застосування) та ISO11519 (низькошвидкісне застосування):
Специфікація CAN розвинулася від специфікації CAN 1.2 (стандартний формат) до специфікації CAN2.0, сумісної зі специфікацією CAN 1.2 (CAN2.0A — стандартний формат, CAN2.{{9} }B — розширений формат). Більшість пристроїв CAN, які зараз використовуються, відповідають специфікації CAN2.0.
Особливості шини CAN
Шина CAN — це послідовний протокол передачі даних. Його комунікаційний інтерфейс об’єднує функції фізичного рівня та рівня канального рівня протоколу CAN і може виконувати кадрування даних зв’язку, включаючи заповнення бітами, кодування блоків даних, перевірку циклічної надлишковості, визначення пріоритетів та інші завдання.
Особливості шини CAN такі:
(1) Він може працювати в режимі кількох майстрів. Будь-який вузол у мережі може активно надсилати інформацію іншим вузлам у мережі в будь-який час, незалежно від головного чи підлеглого. Режим спілкування гнучкий.
(2) Вузли (інформація) у мережі можна розділити на різні пріоритети, щоб відповідати різним вимогам реального часу.
(3) Він приймає неруйнівний механізм арбітражної шини бітів. Коли два вузли передають інформацію в мережу одночасно, вузол з нижчим пріоритетом активно припиняє надсилання даних, тоді як вузол з вищим пріоритетом може продовжувати передачу даних без впливу.
(4) Дані можуть надходити в кількох режимах передачі: точка-точка, точка-багато точок (групування) і глобальна трансляція.
(5) Максимальна відстань прямого зв’язку може досягати 10 км (швидкість нижче 5 Кбіт/с)
(6) Максимальна швидкість зв’язку може досягати 1 МБ/с (наразі максимальна відстань становить 40 м)
(7) Фактична кількість вузлів може досягати 110.
(8) Використовується структура короткого кадру, а кількість дійсних байтів у кожному кадрі становить 8.
(9) Кожен кадр інформації має перевірку CRC та інші заходи виявлення помилок, і рівень помилок даних надзвичайно низький.
(10) Середовищем зв’язку може бути кручена пара, коаксіальний кабель та оптичне волокно. Як правило, можна використовувати дешеву виту пару, і немає особливих вимог.
(11) У разі серйозних помилок вузол має функцію автоматичного вимкнення шини, розриваючи її з’єднання з шиною, щоб не впливати на інші операції на шині.