Lekcja 9 i 10

Lekcja 9
Temat: Magistrala CAN
Magistrala CAN (ang. Controller Area Network) została specjalnie opracowana dla
pojazdów samochodowych jako rozwinięta sieć szeregowej transmisji danych. Swoje
zastosowanie znalazła również w innych dziedzinach jak np. budownictwo. Dane
przekazywane są w sposób sekwencyjny (po kolei) Jednym przewodem, wspólną
magistralą. Wszystkie węzły sieci mają do niej dostęp. Dzięki połączeniu sterowników
elektronicznych z magistralą transmisji szeregowej możliwe jest wzajemne przesyłanie i
odbiór niezbędnych informacji. Umożliwia to znaczne zmniejszenie liczby przewodów
elektrycznych, ponieważ transmisja danych odbywa się jednym przewodem, podczas gdy
we wcześniejszych rozwiązaniach każdemu sygnałowy był podporządkowany indywidualny
przewód.
Podstawowe własności magistrali CAN to:







Duża odporność na zewnętrzne zakłócenia elektromagnetyczne, dzięki zastosowaniu
różnicowej techniki transmisji bitów. Ponadto każda ramka CAN opatrzona jest sumą
kontrolną CRC-15. Według matematycznych obliczeń jeden przekłamany bit może
zostać nie wykryty raz na 1000 lat ciągłej pracy magistrali (prawdopodobieństwo
niewykrycia wynosi 10-11.Wysoką niezawodność potwierdzają testy przeprowadzone
przez firmę Bosch , które mówią że w ciągu 4000h eksploatacji występuje około
3.95*10-3 nie wykrytych błędów
Transmisja na magistrali odbywa się metodą broadcastową w konfiguracji multimaster bez jednostki nadrzędnej.
Dostęp do medium transmisyjnego realizowany jest poprzez mechanizm CSMA/CA).
Dane na magistrali mogą być transmitowane z prędkością do 1Mbps na odległość
max. 40 metrów.
Elastyczność systemu i niski koszt implementacji - dołączenie kolejnych węzłów bez
konieczności zmian hardwerowych i softwerowych.
CAN jest to magistralą asynchroniczną i szeregową.
Znaczne zmniejszenie okablowania. Producenci samochodów poprzez "przejście" na
magistralę CAN zmniejszyli wagę okablowania o kilka kilogramów jak i ich długość o
kilka kilometrów.
Ze względu na szybkość transmisji oraz rodzaj urządzeń, magistrala CAN w samochodzie
dzieli się na grupy:

CAN multimedia, związana ze sprzętem audio-video oraz nawigacją GPS, przesył
dużej ilości danych (1Mbps)



CAN trakcja, odpowiadająca za komunikację z systemami bezpieczeństwa (poduszki
powietrzne, ABS, EPS, ASR, wspomaganie kierownicy), sterowaniem silnika i skrzyni
biegów, przesył danych w czasie rzeczywistym (250kbps - 1Mbps)
CAN komfort, odpowiadająca za komfort jazdy (centralny zamek, klimatyzacja,
światła, kierunkowskazy, elektryczne szyby, elektryczne lusterka, siłowniki siedzeń,
wskaźniki, regulator położenia reflektorów, czujniki deszczu, czujniki cofania), mała
prędkość transmisji (10kbps - 40kbps)
CAN diagnostyka, będąca pewnego rodzaju bramą (Gateway), pozwalająca na odczyt
parametrów pojazdu, przeglądania listy błędów
Złącze diagnostyczne OBDII, poprzez które możemy dokonać diagnostyki pojazdu,
zazwyczaj znajduje się w zasięgu kierowcy (w okolicy kierownicy).
W złączu diagnostycznym oprócz wyprowadzeń CAN High i CAN Low, występują
wyprowadzenia pozwalające na diagnostykę poprzez protokoły prostych magistrali
szeregowych.