Sběrnice CAN (Controller Area Network) Střední průmyslová škola strojní a elektrotechnická a vyšší odborná skola

1. Co je to CAN? ● Je sběrnice původně vyvinuta pro automobilový průmysl pro síť senzorů a funkčních jednotek ● Specifikována normou ISO (definuje vrstvy L1 a L2 z ISO/OSI) ● Síť sběrnicového typu bez adresace zpráv (posílá se sdělení s identifikátorem zprávy) ● Vyznačuje se velkou odolností proti rušení ● Používá se pro protokoly: CANopen, DeviceNet, SDS, CANaerospace, J1939, SmartCraft, NMEA 2000, CAN_Kingdom, SafetyBUS p, MilCAN a ARINC 825

2. Vznik sběrnice CAN ● Vyvinuta firmou Robert Bosch GmbH v roce 1983 ● Protokol byl vydán v roce 1986, standard CAN 2.0 pak v roce 1991

3. Standardy CAN sběrnice ● CAN 2.0A ● 11bit. Identifikátor ● Standardní formát zprávy ● CAN 2.0B (ECAN) ● 29bit. Identifikátor (11bit. + 18bit.) ● Rozšířený formát zprávy

4. Fyzická vrstva ● Realizuje funkci logického součinu ● Logické úrovně nemají pevně danou hodnotu záleží na konkrétní realizaci (logické úrovně jsou: dominant-(0) a recessive-(1)) ● Dle ISO je sbětnice diferenciální tvořená dvěma vodiči (CAN_H a CAN_L) ● Pro eliminaci odrazů je z obou 2 stran zatížena 120Ω ● Maximální přenosová rychlost 1Mbit/s ● Maximální délka 40m (1Mb/s),konektory D-SUB

4.1 Délka/Rychlost

5. Linková vrstva ● MAC (Medium Access Control) ● Reprezentuje jádro protokolu CAN ● Provádí – Přidávání doplňkových bitů – Kódování dat – Přidělování priorit – Detekce a hlášení chyb + potvrzení přijatých zpráv ● LLC (Logical Link Control) ● Podvrstva řízení datového spoje – Filtrování přijatých zpráv (Acceptance Filtering) – Hlášení o přetížení (Overload Notification)

5.1 Řešení kolizí - CSMA/BA ● (Carrier Sense Multiple Access/Bitwise Arbitration) ● Zařízení vysílá pouze když je sběrnice volná ● Při vysílání zařízení sleduje stav sběrnice ● Při zjištění rozdílu mezi vysílaným a příjmaným signálem okamžitě přeruší vysílání a čeká na uvolnění sběrnice ● Na rozdíl od CSMA/CD nezaruší celou sběrnici, ale zpráva s nižší číselnou hodnotou (vyšší prioritou) dostává přednost a pokračuje ve vysílání

5.1 Řešení kolizí - CSMA/BA

5.2 Časování bitů ● Synchronization segment – Časová synchronizace uzlů na sběrnici ● Propagation time segment – Kompenzace časového zpoždění (vedení + převodníky) ● Phase segment 1 – Kompenzace fázových poruch (během resynch. delší) ● Sample time – Platná hodnota bitu ● Phase segment 2 – Kompenzace fázových poruch (během resynch. Kratší)

5.2 Časování bitů

5.3 Zabezpečení přenosu zpráv ● Kontrola odesílaných dat ● Kontrolní CRC kód (Cyclic Redundancy Check) ● Vkládání bitu ● Kontrola správnosti zprávy (Frame Check) ● Potvrzení přijetí zprávy (Acknowledge - ACK)

5.3.1 Kontrola odesílaných dat ● Porovnání vysílaných dat s daty na sběrnici ● Data jsou stejná – Správně vyslaná data + nejvyšší priorita + sběrnice OK ● Data jsou rozdílná v identifikátoru – Zpráva má nižší prioritu → přerušení vysílání ● Data jsou rozdílná v ACK slotu – Chyba vysílání/příjmu dat → vygenerování Bit error ● Data jsou rozdílná v jiných polích – Vadné zařízení na sběrnici / porucha sběrnice

5.3.2 Kontrolní CRC kód ● Je umístěn na konci každé zprávy a je vypočten ze všech předešlích bitů v dané zprávě. ● Každé aktivní zařízení na sběrnici tento kód přepočítá a v případě rozdílu vygeneruje CRC_Error

5.3.3 Vkládání bitu ● Pevně dané hodnoty bitů ve zprávě ● V případě chyby přenosu vygenerována chyba vkládání bitu

5.3.4 Kontrola správnosti zprávy ● Kontrola dle specifikace zprávy ● V případě že se vyskytne hodnota která na daném místě není povolena ja vygenerována chyba rámce (formátu zprávy)

5.3.5 Potvrzení přijetí zprávy ● Každý uzel na sběrnici musí potvrdit korektně přijatou zprávu bitu ACK slot z hodnoty recessive (1) na hodnotu dominant (0)

5.4 Struktura zpráv ● Typy zpráv ● Datová zpráva – Základní komunikační zpráva (data 0 – 8 bitů) ● Žádost o data – Vysílá uzel žádající o data (obsahuje počet bitů o které žádá), má stejný identifikátor jako data o která žádá ● Chybová zpráva – 6 – 12 bitů úrovně dominant vyslané ihned ● Zpráva o přetížení – bity úrovdě dominant vyslané po End of Frame

5.4.1 Standardní zpráva

5.4.2 Rozšířená zpráva

5.4.3 Porovnání rámců

6. Další informační zdroje – (Všeobecné informace EN) – (Historie) – (Diagnostický počítač pro auta) – (Starší nahrazeno Isem) – (Konektory) – (Velmi stručné) – (Podrobnější CZ informace) – (Integrované obvody) – prezentace vytvořena v OpenOffice.org)

7. Děkuji za pozornost ● Odkaz na prezentaci: