CAN-väylä on ajoneuvon elektroniseen järjestelmään rakennettu elektroninen laite, joka valvoo suorituskykyä ja ajokykyä. Se on pakollinen osa auton varustamista varkaudenestojärjestelmällä, mutta tämä on vain pieni osa sen ominaisuuksista.

CAN-väylä on yksi auton elektroniikkaautomaation laitteista, jonka tehtävänä on yhdistää erilaisia ​​antureita ja prosessoreita yhteiseksi synkronoiduksi järjestelmäksi. Se tarjoaa tiedon keräämisen ja vaihdon, jolloin eri järjestelmien ja konekomponenttien toimintaan tehdään tarvittavat säädöt.

Lyhenne CAN tarkoittaa Controller Area Networkia eli ohjainten verkkoa. Näin ollen CAN-väylä on laite, joka vastaanottaa tietoja laitteilta ja lähettää niiden välillä. Tämän standardin on kehittänyt ja ottanut käyttöön yli 30 vuotta sitten Robert Bosch GmbH. Nyt sitä käytetään autoteollisuudessa, teollisuusautomaatiossa ja "älykkäiksi" luokiteltujen kohteiden, kuten talojen, suunnittelussa.

Kuinka CAN-väylä toimii

Itse asiassa väylä on kompakti laite, jossa on useita tuloja kaapeleiden kytkemiseen tai liitin, johon kaapelit liitetään. Sen toimintaperiaate on siirtää viestejä elektroniikkajärjestelmän eri komponenttien välillä.

Viesteihin sisältyy tunnisteita erilaisten tietojen välittämiseksi. Ne ovat ainutlaatuisia ja kertovat esimerkiksi, että tietyllä hetkellä auto kulkee 60 km/h nopeudella. Sarja viestejä lähetetään kaikille laitteille, mutta yksittäisten tunnisteiden ansiosta ne käsittelevät vain niitä, jotka on tarkoitettu erityisesti heille. CAN-väylän tunnisteet voivat olla 11-29 bittiä pitkiä.

Käyttötarkoituksesta riippuen CAN-renkaat jaetaan useisiin luokkiin:

• Tehoa. Ne on suunniteltu synkronointiin ja tietojen vaihtoon moottorin elektroniikkayksikön ja lukkiutumattomien jarrujen, vaihteiston, sytytyksen ja muiden auton työyksiköiden välillä.
• Mukavuus. Nämä renkaat tarjoavat digitaalisia liitäntöjä, joita ei ole kytketty koneen alustaan, mutta jotka vastaavat mukavuudesta. Tämä on istuinlämmitysjärjestelmä, ilmastointi, peilin säätö jne.
• Tietoa ja käskyä. Nämä mallit on suunniteltu nopeaan tiedonvaihtoon auton huollosta vastaavien solmujen välillä. Esimerkiksi navigointijärjestelmä, älypuhelin ja ECU.

Miksi CAN-bussi autossa

CAN-liitännän jakelu autoteollisuudessa johtuu siitä, että se suorittaa useita tärkeitä toimintoja:

• yksinkertaistaa algoritmia lisäjärjestelmien ja laitteiden yhdistämiseksi ja käyttämiseksi;
• vähentää ulkoisten häiriöiden vaikutusta elektroniikan toimintaan;
• tarjoaa samanaikaisen tiedon vastaanottamisen, analysoinnin ja siirron laitteisiin;
• nopeuttaa signaalien lähettämistä mekanismeihin, käynnissä oleviin yksiköihin ja muihin laitteisiin;
• vähentää tarvittavien johtojen määrää;

Nykyaikaisessa autossa digitaalinen väylä tarjoaa seuraavat komponentit ja järjestelmät:

• keskusasennuslohko ja sytytyslukko;
• lukkiutumaton järjestelmä;
• moottori ja vaihdelaatikko;
• turvatyynyt;
• ohjausvaihde;
• ohjauspyörän anturi;
• virtalähde;
• elektroniset lohkot pysäköintiin ja ovien lukitsemiseen;
• rengaspaine anturi;
• pyyhin ohjausyksikkö;
• korkea paine polttoainepumppu;
• äänijärjestelmä;
• tieto- ja navigointimoduulit.

Tämä luettelo ei ole tyhjentävä, koska se ei sisällä yhteensopivia ulkoisia laitteita, jotka voidaan myös liittää väylään. Usein autohälytin liitetään tällä tavalla. CAN-väylä on saatavana myös ulkoisten laitteiden liittämiseen PC:n suorituskyvyn valvontaa ja diagnostiikkaa varten. Ja kun yhdistät autohälyttimen majakkaan, voit ohjata yksittäisiä järjestelmiä ulkopuolelta, esimerkiksi älypuhelimesta.

CAN-väylän plussat ja miinukset

Autoelektroniikan asiantuntijat, jotka puhuvat CAN-liitännän käytön puolesta, panevat merkille seuraavat edut:

• yksinkertainen tiedonvaihtokanava;
• tiedonsiirtonopeus;
• laaja yhteensopivuus työ- ja diagnostiikkalaitteiden kanssa;
• yksinkertaisempi järjestelmä auton hälyttimien asentamiseksi;
• rajapintojen monitasoinen valvonta ja ohjaus;
• automaattinen siirtonopeuden jakelu etusijalla pääjärjestelmien ja solmujen hyväksi.

Mutta CAN-väylällä on myös toiminnallisia haittoja:

• kanavan lisääntyneen tietokuorman myötä vasteaika kasvaa, mikä on erityisen tyypillistä elektronisilla laitteilla "täytetyillä" autoilla;
• korkeamman tason protokollan käytön vuoksi kohdataan standardointiongelmia.

Mahdollisia ongelmia CAN-väylän kanssa

Johtuen monista toiminnallisista prosesseista, CAN-väylän toimintahäiriöt ilmenevät hyvin nopeasti. Yleisimmät oireet heikkenemisestä ovat:

• kysymysmerkkimerkintä kojelaudassa;
• useiden polttimoiden samanaikainen hehku, esimerkiksi CHECK ENGINE ja ABS;
• polttoainetason, moottorin kierrosluvun ja nopeuden ilmaisimien katoaminen kojelaudassa.

Tällaisia ​​ongelmia syntyy useista syistä, jotka liittyvät virransyöttöön tai sähköpiirin vikaan. Tämä voi olla oikosulku maahan tai akussa, avoin virtapiiri, vaurioituneet hyppyjohtimet, generaattorin ongelmista johtuva jännitehäviö tai tyhjä akku.

Ensimmäinen toimenpide renkaan tarkistamiseksi on kaikkien järjestelmien tietokonediagnostiikka. Jos se näyttää väylän, sinun on mitattava jännite H- ja L-nastoista (pitäisi olla ~ 4 V) ja tutkittava aaltomuoto oskilloskoopista sytytyksen alla. Jos signaalia ei ole tai se vastaa verkkojännitettä, kyseessä on oikosulku tai katkos.

Järjestelmän monimutkaisuuden ja liitäntöjen suuren määrän vuoksi tietokonediagnostiikka ja vianetsintä tulisi antaa korkealaatuisten laitteiden asiantuntijoiden käsiin.

Tehtävä: Pääset käsiksi tavallisten autoanturien lukemiin ilman lisäantureiden asentamista.

Ratkaisu: Tietojen lukeminen autosta.

Mitä tulee valvontaparametreihin, kuten esim nopeus ajoneuvo ja Polttoaineenkulutus a, luotettava ja hyväksi havaittu ratkaisu on automaattisen seurantalaitteen ja polttoaineen tasoanturin asennus.

Jos tarvitset tietoja, kuten moottorin kierroslukua, kilometriä, jäähdytysnesteen lämpötilaa ja muita tietoja ajotietokoneesta, tämä tehtävä on enemmän kuin luova tehtävä.

Näyttäisi siltä, ​​että se voisi olla loogisempaa: jos autossa on jo kaikki tarvittavat anturit, niin miksi asentaa uusia? Lähes kaikki nykyaikaiset autot (etenkin kun on kyse henkilökohtaisista bisnesluokan autoista ja kalliista erikoisvarusteista) on säännöllisesti varustettu antureilla, joista tiedot syötetään ajotietokoneeseen.

Kysymys on vain siitä, kuinka päästä käsiksi näihin tietoihin. Pitkään tämä ongelma jäi ratkaisematta. Mutta nyt yhä useammat korkeasti pätevät insinöörit työskentelevät satelliittiseurantamarkkinoilla, jotka pystyvät edelleen löytämään ratkaisun ongelmaan saada oikein tällaisia ​​tietoja:

• moottorin nopeus;
• polttoaineen taso säiliössä;
• auton mittarilukema;
• ajoneuvon moottorin jäähdytysnesteen lämpötila;
• jne.

Ratkaisu, josta keskustelemme tässä artikkelissa, on lukee tietoja ajoneuvon CAN-väylästä.

. Mitä ?

CAN (Controller Area Network - ohjainverkko) on suosittu teollisuusverkkostandardi, joka keskittyy eri toimilaitteiden ja antureiden yhdistämiseen yhdeksi verkkoksi, jota käytetään laajalti autoautomaatiossa. Nykyään lähes kaikki nykyaikaiset autot on varustettu niin sanotuilla digitaalisilla johdotuksilla - autoteollisuuden CAN-väylällä.

. Mistä tehtävä lukea dataa CAN-väylältä tuli?

Tehtävä lukea dataa CAN-väylältä ilmestyi ajoneuvojen käyttökustannusten optimointiongelman seurauksena.

Tyypillisten asiakkaiden toiveiden mukaisesti ajoneuvot ja erikoislaitteet on varustettu satelliitti-GLONASS- tai GPS-seurantajärjestelmällä ja polttoaineen kierron ohjausjärjestelmällä (uppo- tai ultraäänipolttoaineen tasoantureilla).

Mutta käytäntö on osoittanut, että asiakkaat ovat yhä enemmän kiinnostuneita taloudellisemmista tavoista saada tietoa sekä sellaisista, jotka eivät vaadi vakavaa puuttumista suunnitteluun, sekä auton sähköasentajaa.

Tämä ratkaisu oli tiedon vastaanottaminen CAN-väylältä. Loppujen lopuksi sillä on useita edut:

1. Säästä lisälaitteissa

Erilaisten antureiden ja laitteiden hankinnasta ja asennuksesta ei tarvitse aiheutua merkittäviä kustannuksia.

2. Ajoneuvon takuun säilyttäminen

Jos valmistaja havaitsee kolmannen osapuolen puuttumisen auton suunnitteluun tai sähköasentajaan, uhkaa ajoneuvon lähes taattu poistuminen takuusta. Ja tämä ei selvästikään ole autonomistajien etujen mukaista.

3. Tietojen saaminen standardiin asennetuista elektronisista laitteista ja antureista.

Auton elektroniikkajärjestelmästä riippuen tietyt toiminnot voidaan toteuttaa säännöllisesti. Kaikki nämä toiminnot, teoriassa, voidaan käyttää CAN-väylän kautta. Tämä voi olla ajokilometrimäärä, polttoainetaso polttoainesäiliössä, oven avaus/sulkemisanturit, ulko- ja ohjaamon lämpötila, moottorin nopeus, nopeus jne.

Skysim-teknikot ovat päättäneet testata tätä ratkaisua laitteella. Siinä on sisäänrakennettu FMS-dekooderi ja se voi lukea tietoja suoraan ajoneuvon CAN-väylästä.

. Mitkä ovat CAN-väylältä dataa lukevan ratkaisun edut ja haitat?

Edut:

Kyky työskennellä kovassa reaaliajassa.
. Helppokäyttöisyys ja minimaaliset käyttökustannukset.
. Korkea häiriönkestävyys.
. Lähetys- ja vastaanottovirheiden luotettava hallinta.
. Laaja valikoima käyttönopeuksia.
. Laaja teknologian levinneisyys, laajan tuotevalikoiman saatavuus eri toimittajilta.

Virheet:

Verkon enimmäispituus on kääntäen verrannollinen siirtonopeuteen.
. Suuri palveludatan koko paketissa (suhteessa hyötykuormatietoihin).
. Yhden yleisesti hyväksytyn standardin puuttuminen korkean tason protokollasta.

Verkkostandardi tarjoaa runsaasti mahdollisuuksia käytännössä virheettömään tiedonsiirtoon solmujen välillä, jolloin kehittäjä voi sijoittaa tähän standardiin kaiken, mikä sinne mahtuu. Tässä suhteessa CAN-väylä on kuin yksinkertainen sähköjohto. Siellä voit "työntää" mitä tahansa tietovirtaa, joka kestää väylän kaistanleveyden.

Esimerkkejä äänen ja kuvan siirtämisestä CAN-väylän kautta tunnetaan. On tunnettu tapaus luoda hätäviestintäjärjestelmä useiden kymmenien kilometrien pituiselle moottoritielle (Saksa). (Ensimmäisessä tapauksessa tarvittiin korkea siirtonopeus ja pieni linjan pituus, toisessa tapauksessa päinvastoin).

Valmistajat eivät yleensä mainosta tarkasti, kuinka he käyttävät paketin hyödyllisiä tavuja. Siksi FMS-laite ei aina voi purkaa CAN-väylän "antaman" tiedon salausta. Lisäksi kaikilla automerkeillä ei ole CAN-väylää. Eikä edes kaikki samaa merkkiä ja mallia olevat autot pysty tuottamaan samaa tietoa.

Esimerkki ratkaisun toteutuksesta:

Ei niin kauan sitten Skysim toteutti yhdessä kumppaninsa kanssa suuren projektin ajoneuvojen tarkkailemiseksi. Puistossa oli erilaisia ​​ulkomaisia ​​kuorma-autoja. Erityisesti Scania p340 kuorma-autot.

Analysoidaksemme tietojen hankintaprosessia CAN-väylästä, teimme asiakkaan kanssa asiaa koskevat tutkimukset kolmelle Scania p340 -ajoneuvolle: yksi valmistettiin vuonna 2008, toinen vuoden 2009 alussa ja kolmas vuoden 2009 lopulla.

Tulokset olivat seuraavat:

• ensimmäisestä lähtien tietoja ei saatu;
• toisesta saatiin vain mittarilukema;
• kolmannesta saatiin kaikki kiinnostavat tiedot (polttoainetaso, jäähdytysnesteen lämpötila, moottorin nopeus, kokonaiskulutus, kokonaiskilometrimäärä).

Kuvassa on katkelma Wialon-tietojärjestelmän viestistä, jossa:
Fuel_level - polttoainetaso säiliössä %;
Temp_aqua - Jäähdytysnesteen lämpötila Celsius-asteina;
Taho - Data kierroslukumittarista (rpm).

Säännöt ratkaisun toteuttamiselle olivat seuraavat:

1. Galileo GLONASS/GPS -navigointilaite liitettiin kuorma-autojen CAN-väylään.
Tämä automaattinen seurantamalli valittiin toiminnallisuuden, luotettavuuden ja kustannusten optimaalisen yhdistelmän vuoksi. Lisäksi se tukee FMS (Fuel Monitoring System) -järjestelmää, jonka avulla voit rekisteröidä ja valvoa ajoneuvon käytön pääparametreja, ts. sopii liitettäväksi CAN-väylään.

Kaavio liittämisestä CAN-väylään Galileo-laitteen puolelta löytyy käyttöohjeesta. Kytkeäksesi auton sivulta, on ensinnäkin löydettävä diagnostiikkaliittimeen sopiva kierretty johdinpari. Diagnoosiliitin on aina saatavilla ja sijaitsee lähellä ohjauspylvästä. 16-nastaisessa OBD II -liittimessä tämä on 6 CAN korkea, 14 CAN matala. Huomioi, että High-johtojen jännite on noin 2,6-2,7 V, ja Low-johtojen jännite on yleensä 0,2 V vähemmän.

_________________________________________________________________________

Toinen ainutlaatuinen ratkaisu, jota käytettiin tietojen lukemiseen CAN-väylältä, oli kontaktiton tiedonlukija CAN Crocodile (valmistaja JV Technoton, Minsk). Se toimii hyvin Galileo-instrumenttien kanssa.

CAN Crocodile -teknologian edut:

CAN Crocodile antaa sinun vastaanottaa tietoja auton toiminnasta CAN-väylältä häiritsemättä itse renkaan eheyttä.

Tietojen lukeminen tapahtuu ilman mekaanista ja sähköistä kosketusta johtimien kanssa.

CAN Crocodilea käytetään GPS/GLONASS-valvontajärjestelmien liittämiseen CAN-väylään, jotka vastaanottavat tietoa moottorin toimintatiloista, anturin tilasta, vioista jne.

CAN Crocodile ei riko CAN-johtojen eristystä ja "kuuntelee" väylävaihtoa käyttämällä erityistä langatonta vastaanotinta.

CAN Crocodilen käyttö on täysin turvallista autolle, huomaamaton ajotietokoneen, diagnostiikkaskannerin ja muiden elektronisten järjestelmien toiminnalle. CAN Crocodilen käyttö on erityisen tärkeää takuuajoneuvoissa, joissa minkä tahansa elektronisen laitteen liittäminen CAN-väylään toimii usein syynä takuun mitätöimiseen.

2. Jos johdot havaitaan ja tunnistetaan oikein, voit aloittaa CAN-skannerin käytön Galileo-laitteessa.

3. FMS-standardi on valittu, useimpien autojen nopeus on 250 000.

4. Skannaus alkaa.

5. Kun skannaus on valmis, siirrytään konfiguraattorin pääsivulle. Jos skannaus on suoritettu onnistuneesti, saamme pääsyn purettuihin tietoihin.

6. Jos et nähnyt muuta kuin "loppuskannaus", vaihtoehtoja on useita. Joko yhteys on tehty väärin, tai auto ei jostain syystä anna tietoja, tai laite ei tiedä tämän CAN-väylän koodia. Kuten jo mainittiin, tämä tapahtuu melko usein, koska tiedonsiirrolle ja käsittelylle CAN:n kautta ei ole vielä olemassa yhtä standardia. Valitettavasti, kuten käytäntö osoittaa, CAN-väylältä ei aina ole mahdollista saada täydellisiä tietoja.

Mutta on toinen seikka, jota on tärkeä koskea.

Useimmiten asiakkaiden päätavoite on hallita polttoaineen määrää ja kulutusta.

• Vaikka standardiantureiden data vastaanotetaan onnistuneesti CAN-väylältä, mikä on niiden käytännön arvo?

Tosiasia on, että tavallisten polttoaineen tasoanturien päätarkoitus on antaa arvio ajoneuvon valmistajan mielestä oikealta näyttävällä tarkkuudella. Tätä tarkkuutta ei voi verrata tarkkuuteen, jonka tarjoaa upotettava polttoaineen tasoanturi (FLS), jonka valmistaa omnicomm tai esimerkiksi Technoton.

Yksi tärkeimmistä tehtävistä, jonka tavallinen FLS ratkaisee, on varmistaa, että polttoaine ei lopu yhtäkkiä ja kuljettaja ymmärtää yleisen tilanteen säiliön polttoainetason kanssa. On vaikea odottaa suurta tarkkuutta standardinmukaiselta kelluntatunnistimelta, joka on rakenteeltaan yksinkertainen. Lisäksi on tapauksia, joissa vakioanturi vääristää tietoja (esimerkiksi ajoneuvon ollessa rinteessä).

johtopäätöksiä

Useista edellä mainituista syistä suosittelemme, että et luota täysin tavallisten polttoaineen tasoantureiden lukemiin, vaan harkitset jokaista tilannetta erikseen. Sopiva ratkaisu löytyy pääsääntöisesti vain yhteistyössä teknisten asiantuntijoiden kanssa. Eri valmistajien ajoneuvoilla on erilainen lukemien tarkkuus. Kaikilla asiakkailla on myös erilaisia ​​tehtäviä. Ja vain tiettyä tehtävää varten on suositeltavaa valita ratkaisukeino. Jollekin CAN-väylältä tiedon vastaanottava ratkaisu on varsin sopiva, koska se on monta kertaa halvempi eikä vaadi muutoksia ajoneuvon polttoainejärjestelmään. Mutta asiakkaille, joilla on korkeat tarkkuusvaatimukset, on järkevää harkita vaihtoehtoa upotettavalla FLS:llä.

Digitaalisten renkaiden ilmestyminen autoihin tapahtui myöhemmin kuin elektronisia komponentteja alettiin ottaa laajalti käyttöön. Tuolloin he tarvitsivat vain digitaalista "lähtöä" "kommunikoidakseen" diagnostisten laitteiden kanssa - hitaat sarjaliitännät, kuten ISO 9141-2 (K-Line), riittivät tähän. Sisäisen elektroniikan ilmeinen monimutkaisuus CAN-arkkitehtuuriin siirtymisen yhteydessä on kuitenkin tullut sen yksinkertaistamiseksi.

Todellakin, miksi pitää olla erillinen nopeusanturi, jos ABS-yksikössä on jo tietoa kunkin pyörän pyörimisnopeudesta? Riittää, kun siirrät nämä tiedot kojelautaan ja moottorin ohjausyksikköön. Turvajärjestelmille tämä on vielä tärkeämpää: esimerkiksi turvatyynyn ohjain alkaa jo itsenäisesti sammuttaa moottorin törmäyksessä lähettämällä asianmukaisen komennon moottorin ECU:lle ja jännitteettömäksi komennon lähettäminen tehonohjausyksikölle. Aiemmin turvallisuuden vuoksi oli tarpeen käyttää epäluotettavia toimenpiteitä, kuten inertiakytkimiä ja squibs akun navassa (BMW-omistajat ovat jo tuttuja sen "häiriöistä").

Vanhoilla periaatteilla oli kuitenkin mahdotonta toteuttaa täysimittaista ohjausyksiköiden "viestintää". Tietojen määrä ja niiden merkitys ovat kasvaneet suuruusluokkaa, eli tarvittiin väylä, joka ei vain pysty toimimaan suurella nopeudella ja on suojattu häiriöiltä, ​​vaan myös tarjoaa minimaaliset siirtoviiveet. Suurella nopeudella liikkuvalle autolle jopa millisekunneilla voi olla kriittinen rooli. Tällaisia ​​pyyntöjä tyydyttävä ratkaisu oli jo olemassa alalla - puhumme CAN BUSista (Controller Area Network).

CAN-väylän ydin

Digitaalinen CAN-väylä ei ole tietty fyysinen protokolla. Boschin 1980-luvulla kehittämän CAN-väylän toimintaperiaate mahdollistaa sen toteuttamisen minkä tahansa tyyppisellä lähetyksellä - jopa johtojen yli, jopa valokuitujen yli, jopa radiokanavan kautta. CAN-väylä toimii laitteistotuen kanssa lohkoprioriteeteille ja "tärkeämmän" mahdollisuuden keskeyttää "vähemmän tärkeän" lähetyksen.

Tätä varten on otettu käyttöön hallitsevien ja resessiivisten bittien käsite: yksinkertaisesti sanottuna CAN-protokolla antaa minkä tahansa yksikön ottaa yhteyttä oikeaan aikaan ja estää tiedonsiirron vähemmän tärkeistä järjestelmistä yksinkertaisesti lähettämällä hallitsevan bitin ollessaan siellä. on resessiivinen linja-autossa. Tämä tapahtuu puhtaasti fyysisesti - esimerkiksi jos "plus" johdossa tarkoittaa "yksi" (dominoiva bitti) ja signaalin puuttuminen tarkoittaa "nollaa" (resessiivinen bitti), "yksi" siirto vaimentaa yksiselitteisesti "nolla".

Kuvittele luokka oppitunnin alussa. Oppilaat (pienen prioriteetin valvojat) keskustelevat rauhallisesti keskenään. Mutta heti kun opettaja (korkean prioriteetin ohjain) antaa komennon ”Hiljaisuus luokkahuoneessa!” Kovalla äänellä, estäen melun luokkahuoneessa (dominoiva bitti vaimenti resessiivisen), tiedonsiirto oppilasohjainten välillä pysähtyy. Toisin kuin koululuokissa, CAN-väylässä tämä sääntö toimii jatkuvasti.

Mitä varten se on? Että tärkeät tiedot siirretään mahdollisimman pienillä viiveillä jopa sillä kustannuksella, että ei-tärkeää dataa ei siirretä väylään (tämä erottaa CAN-väylän Ethernet-tietokoneista kaikille tutusta). Onnettomuuden sattuessa ruiskutus-ECU:n kyky saada tietoa tästä SRS-ohjaimelta on suhteettoman tärkeämpää kuin kojetaulun kyky vastaanottaa seuraava tietopaketti liikkeen nopeudesta.

Nykyaikaisissa autoissa on jo tullut normaaliksi erottaa fyysisesti alhainen ja korkea prioriteetti. He käyttävät kahta tai useampaa fyysistä hidasta ja nopeaa väylää - yleensä se on "moottori" CAN-väylä ja "runko"-väylä, joiden väliset datavirrat eivät leikkaa toisiaan. Vain CAN-väyläohjain on kytkettynä kaikkiin kerralla, mikä mahdollistaa "kommunikoinnin" kaikkien lohkojen kanssa yhden liittimen kautta.

Esimerkiksi Volkswagenin tekninen dokumentaatio määrittelee kolme käytettävää CAN-väylää:

• "Nopea" väylä, joka toimii nopeudella 500 kilobittiä sekunnissa, yhdistää moottorin, ABS:n, SRS:n ja vaihteiston ohjausyksiköt.
• "Hidas" toimii 100 kbps nopeudella ja yhdistää "Comfort"-järjestelmän yksiköt (keskuslukitus, sähköikkunat ja niin edelleen).
• Kolmas toimii samalla nopeudella, mutta välittää tietoja vain navigoinnin, sisäänrakennetun puhelimen ja niin edelleen välillä. Vanhemmissa autoissa (esim. Golf IV) tietobussi ja "mukavuusbussi" yhdistettiin fyysisesti.

Mielenkiintoinen fakta: toisen sukupolven Renault Loganissa ja sen "yhteisalustalla" on myös fyysisesti kaksi linja-autoa, mutta toinen yhdistää yksinomaan multimediajärjestelmän CAN-ohjaimeen, toisessa on molemmat moottorin ECU, ABS ohjain, turvatyynyt ja UCH.

Fyysisesti CAN-väylällä varustetut autot käyttävät sitä kierrettynä differentiaaliparina: siinä molemmat johdot välittävät yhden signaalin, joka määritellään molempien johtimien jännite-eroksi. Tämä on välttämätöntä yksinkertaisen ja luotettavan melunsuojauksen kannalta. Suojaamaton lanka toimii kuten antenni, eli radiohäiriön lähde pystyy indusoimaan siihen sähkömotorisen voiman, joka riittää siihen, että säätimet havaitsevat häiriön todellisena lähetettävänä informaatiobittina.

Mutta kierretyssä parissa häiriön EMF-arvo on sama molemmissa johtimissa, joten jännite-ero pysyy muuttumattomana. Siksi CAN-väylän löytämiseksi autosta etsi kierrettyä johtoparia - tärkeintä ei ole sekoittaa sitä ABS-antureiden johdotukseen, jotka on myös asetettu auton sisälle kierretyllä parilla suojaamaan häiriöitä vastaan. .

CAN-väylän diagnostiikkaliitintä ei keksitty uudelleen: johdot tuotiin jo standardoidun lohkon vapaisiin nastoihin, joissa CAN-väylä sijaitsee nastoissa 6 (CAN-H) ja 14 (CAN-L).

Koska autossa voi olla useita CAN-väyliä, on usein harjoiteltu käyttämään eri fyysisiä signaalitasoja jokaisessa. Katsotaanpa jälleen esimerkiksi Volkswagenin dokumentaatiota. Tältä tiedonsiirto moottoriväylässä näyttää:

Kun väylällä ei lähetetä dataa tai lähetetään resessiivinen bitti, volttimittari näyttää 2,5 volttia maadoitukseen kierretyn parin molemmissa johtimissa (signaaliero on nolla). CAN-High-johtimessa hallitsevan bitin lähetyshetkellä jännite nousee 3,5 V:iin, kun taas CAN-Lowissa se laskee puoleentoista. 2 voltin ero tarkoittaa "yksi".

Comfort-bussissa kaikki näyttää erilaiselta:

Tässä "nolla" on päinvastoin 5 voltin ero, ja matalan johdon jännite on korkeampi kuin korkealla johdolla. "Yksikkö" tarkoittaa jännite-eron muutosta 2,2 V:iin.

CAN-väylän tarkastaminen fyysisellä tasolla suoritetaan oskilloskoopilla, jonka avulla voit nähdä signaalien todellisen kulun kierretyn parin yli: tavallisella testerillä on tietysti mahdotonta "nähdä" pulssien vuorottelua. sellainen pituus.

Auton CAN-väylän "dekoodaus" suoritetaan myös erikoislaitteella - analysaattorilla. Sen avulla voit lähettää datapaketteja väylältä sitä mukaa kun niitä lähetetään.

Ymmärrät itse, että CAN-väylän diagnostiikka "amatööritasolla" ilman asianmukaisia ​​laitteita ja tietoja ei ole järkevää, ja se on yksinkertaisesti mahdotonta. Enimmäismäärä, joka voidaan tehdä "improvisoiduilla" keinoilla can-busin tarkistamiseksi, on mitata johtojen jännite ja vastus vertaamalla niitä tietyn auton ja tietyn renkaan vertailuarvoihin. Tämä on tärkeää - yllä annoimme nimenomaan esimerkin siitä, että jopa samassa autossa voi olla vakava ero renkaiden välillä.

Vikoja

Vaikka CAN-liitäntä on hyvin suojattu häiriöiltä, ​​sähkövioista on tullut hänelle vakava ongelma. Lohkojen yhdistäminen yhdeksi verkkoksi teki siitä haavoittuvan. Autojen CAN-rajapinnasta on tullut todellinen painajainen vähän koulutetuille autosähköasentajille jo yhden ominaisuutensa vuoksi: voimakkaat tehopiikit (esimerkiksi talvella) eivät voi vain "riittää" havaittua CAN-väylävirhettä, vaan myös täyttää. ohjaimen muistissa on satunnaisia ​​satunnaisia ​​virheitä.

Tämän seurauksena kokonainen "seppele" ilmaisimia syttyy kojelautaan. Ja kun tulokas raapii päätään järkyttyneenä: "mikä se on?", pätevä diagnostikko laittaa ensin normaalin akun.

Puhtaasti sähköisiä ongelmia ovat väyläjohtojen katkeamiset, niiden oikosulut maahan tai plus. Differentiaalisen lähetyksen periaate, kun jokin johto katkeaa tai siinä oleva "väärä" signaali muuttuu toteutumattomaksi. Pahinta on johdon oikosulku, koska se "halvauttaa" koko väylän.

Kuvittele yksinkertainen moottoriväylä johdon muodossa, jossa useita lohkoja "istuu peräkkäin" - moottorin ohjain, ABS-ohjain, kojelauta ja diagnostiikkaliitin. Katko liittimessä ei ole kauhea autolle - kaikki lohkot jatkavat tietojen lähettämistä toisilleen normaalitilassa, vain diagnostiikka tulee mahdottomaksi. Jos katkaisemme ABS-ohjaimen ja paneelin välisen johdon, voimme nähdä vain sen väylässä skannerilla, se ei näytä nopeutta eikä moottorin kierroslukua.

Mutta jos moottorin ECU:n ja ABS:n välillä on tauko, auto ei todennäköisesti enää käynnisty: yksikkö "näkemättä" tarvitsemaansa säädintä (nopeustiedot otetaan huomioon ruiskutusaikaa ja sytytystä laskettaessa ajoitus), siirtyy hätätilaan.

Jos et leikkaa johtoja, vaan yksinkertaisesti lisäät jatkuvasti "plus"- tai "maa" johonkin niistä, auto "menee tyrmäykseen", koska mikään lohkoista ei pysty lähettämään tietoja toiselle. Siksi autosähköasentajan kultainen sääntö, käännetty venäläiseksi sensuuriksi, kuulostaa "älä mene linja-autoon vinoilla käsillä", ja useat autonvalmistajat kieltävät sertifioimattomien muiden kolmannen osapuolen laitteiden (esimerkiksi hälyttimien) liittämisen. ) CAN-väylään.

Signaalin CAN-väylän kytkeminen ei onneksi ole liitin liittimeen, vaan suoraan auton väylään törmääminen antaa "kierolle" asentajalle mahdollisuuden sekoittaa johdot paikoin. Sen jälkeen auto ei vain kieltäydy käynnistymästä - jos laitteessa on virtapiirin ohjausohjain, joka jakaa virtaa, edes sytytys ei ole tosiasia, että se käynnistyy.

CAN Bus - Johdanto

CAN-protokolla on sarjaliikenteen ISO-standardi (ISO 11898). Protokolla kehitettiin kuljetussovelluksissa käytettäväksi. Nykyään CAN on yleistynyt ja sitä käytetään teollisuuden tuotannon automaatiojärjestelmissä sekä liikenteessä.

CAN-standardi koostuu fyysisestä kerroksesta ja tietokerroksesta, joka määrittelee useita eri sanomatyyppejä, väylän pääsyn ristiriitojen ratkaisusäännöt ja vikasuojauksen.

CAN-protokolla

CAN-protokolla on kuvattu ISO 11898-1 -standardissa, ja se voidaan tiivistää seuraavasti:

Fyysinen kerros käyttää differentiaalista tiedonsiirtoa kierretyn parin kautta;

Tuhoamatonta bittikohtaista konfliktinratkaisua käytetään ohjaamaan pääsyä väylään;

Viestit ovat pieniä (useimmiten 8 tavua dataa) ja ne suojataan tarkistussummalla;

Viesteillä ei ole nimenomaisia ​​osoitteita, vaan jokainen viesti sisältää numeerisen arvon, joka ohjaa sen järjestystä väylällä ja voi toimia myös viestin sisällön tunnisteena;

Hyvin harkittu virheenkäsittelyjärjestelmä, joka varmistaa, että viestit lähetetään uudelleen, jos niitä ei ole vastaanotettu kunnolla;
käytettävissä on tehokkaita keinoja eristää viat ja poistaa vialliset solmut väylästä.

Korkeamman tason protokollat

CAN-protokolla itsessään määrittelee vain kuinka pieniä datapaketteja voidaan siirtää turvallisesti pisteestä A pisteeseen B viestintävälineen kautta. Se, kuten saatat odottaa, ei kerro mitään virtauksen ohjaamisesta; siirtää paljon dataa kuin mahtuu 8-tavuiseen viestiin; eikä solmuosoitteista; yhteyden muodostaminen jne. Nämä pisteet määrittelee Higher Layer Protocol (HLP). Termi HLP tulee OSI-mallista ja sen seitsemästä kerroksesta.

Korkeamman tason protokollia käytetään:

Käynnistysmenettelyn standardointi, mukaan lukien tiedonsiirtonopeuden valinta;

Osoitteiden jakaminen vuorovaikutuksessa olevien solmujen tai viestityyppien kesken;

Viestimerkintöjen määritelmät;
varmistaa virheiden käsittely järjestelmätasolla.

Käyttäjäryhmät jne.

Yksi tehokkaimmista tavoista lisätä CAN-osaamista on osallistua olemassa olevien käyttäjäryhmien työhön. Vaikka et aio osallistua aktiivisesti, käyttäjäryhmät voivat olla hyvä tiedonlähde. Konferensseihin osallistuminen on toinen hyvä tapa saada kattavaa ja tarkkaa tietoa.

CAN tuotteet

Alhaisella tasolla tehdään perustavanlaatuinen ero kahden avoimilla markkinoilla saatavilla olevan CAN-tuotteen välillä – CAN-sirut ja CAN-kehitystyökalut. Korkeammalla tasolla kaksi muuta tuotetyyppiä ovat CAN-moduulit ja CAN-suunnittelutyökalut. Laaja valikoima näitä tuotteita on tällä hetkellä saatavilla avoimilla markkinoilla.

CAN-patentit

CAN-sovelluksiin liittyvät patentit voivat olla erilaisia: ajoituksen ja taajuuksien toteutus, suurten tietojoukkojen siirto (CAN-protokolla käyttää vain 8 tavua pitkiä tietokehyksiä) jne.

Hajautetut ohjausjärjestelmät

CAN-protokolla on hyvä perusta hajautettujen ohjausjärjestelmien kehittämiseen. CAN:n käyttämä ristiriitojen ratkaisumenetelmä varmistaa, että jokainen CAN-solmu on vuorovaikutuksessa tämän solmun kannalta olennaisten viestien kanssa.

Hajautettu ohjausjärjestelmä voidaan kuvata järjestelmäksi, jonka laskentateho on hajautettu järjestelmän kaikkien solmujen kesken. Vastakohta on järjestelmä, jossa on keskusyksikkö ja paikalliset I/O-pisteet.

CAN-viestejä

CAN-väylä on lähetysväylä. Tämä tarkoittaa, että kaikki solmut voivat "kuunella" kaikkia lähetyksiä. Ei ole mahdollista lähettää viestiä tietylle solmulle, kaikki solmut poikkeuksetta vastaanottavat kaikki viestit. CAN-laitteisto tarjoaa kuitenkin paikallisen suodatusominaisuuden, jotta jokainen moduuli voi vastata vain itseään kiinnostavaan viestiin.

CAN-viestin osoite

CAN käyttää suhteellisen lyhyitä viestejä - tietokentän enimmäispituus on 94 bittiä. Viesteillä ei ole nimenomaista osoitetta, niitä voidaan kutsua sisältöosoitteellisiksi: viestin sisältö määrittelee implisiittisesti (implisiittisesti) vastaanottajan.

Viestityypit

CAN-väylällä lähetetään neljän tyyppisiä viestejä (tai kehyksiä):

Datakehys (Data Frame);

Kaukokehys (Remote Frame);

Virhekehys;

Ylikuormituskehys.

datakehys

Lyhyesti: "Hei kaikille, siellä on X:llä merkittyjä tietoja, toivottavasti pidätte siitä!"
Tietokehys on yleisin viestityyppi. Se sisältää seuraavat pääosat (jotkin yksityiskohdat on jätetty pois lyhyyden vuoksi):

Arbitration Field, joka määrittää viestin järjestyksen, kun kaksi tai useampi solmu kilpailee väylästä. Arviointikenttä sisältää:

CAN 2.0A:n tapauksessa 11-bittinen tunniste ja yksi bitti, RTR-bitti, joka on määrittävä datakehys.

CAN 2.0B:n tapauksessa 29-bittinen tunniste (joka sisältää myös kaksi resessiivistä bittiä: SRR ja IDE) ja RTR-bitti.

Tietokenttä, joka sisältää 0–8 tavua dataa.

CRC-kenttä (CRC Field), joka sisältää 15-bittisen tarkistussumman, joka on laskettu suurimmalle osalle viestiä. Tätä tarkistussummaa käytetään virheiden havaitsemiseen.

Kuittauspaikka. Jokainen CAN-ohjain, joka pystyy vastaanottamaan viestin oikein, lähettää kuittausbitin jokaisen viestin lopussa. Lähetin-vastaanotin tarkistaa tunnistusbitin olemassaolon ja, jos sellaista ei löydy, lähettää viestin uudelleen.

Huomautus 1: Tunnistusbitin läsnäolo väylässä ei tarkoita muuta kuin sitä, että jokainen ajoitettu kohde on vastaanottanut viestin. Ainoa tiedossa oleva asia on, että yksi tai useampi väyläsolmu vastaanotti viestin oikein.

Huomautus 2: Arviointikentässä oleva tunniste ei nimestään huolimatta välttämättä tunnista viestin sisältöä.

CAN 2.0B -datakehys ("standardi CAN").

CAN 2.0B -datakehys ("laajennettu CAN").

Kaukokehys

Lyhyesti: "Hei kaikille, voiko kukaan tuottaa X:llä merkittyä dataa?"
Poistettu kehys on hyvin samanlainen kuin datakehys, mutta siinä on kaksi tärkeää eroa:

Se on nimenomaisesti merkitty poistetuksi kehykseksi (arviointikentän RTR-bitti on resessiivinen) ja

Tietokenttä puuttuu.

Etäkehyksen päätehtävä on pyytää oikean datakehyksen lähettämistä. Jos esimerkiksi solmu A välittää etäkehyksen välityskenttäparametrilla 234, niin solmun B pitäisi, jos se on oikein alustettu, lähettää takaisin datakehys, jonka välityskenttäparametri on 234.

Etäkehysten avulla voidaan toteuttaa pyyntö-vastaus-väylän liikenteenohjaus. Käytännössä etäkehystä on kuitenkin vähän käytetty. Tämä ei ole niin tärkeää, koska CAN-standardi ei määrää tarkalleen, miten se on osoitettu tässä. Useimmat CAN-ohjaimet voidaan ohjelmoida vastaamaan automaattisesti etäkehykseen tai ilmoittamaan sen sijaan paikalliselle prosessorille.

Etäkehyksessä on yksi temppu: Data Length Code -koodi on asetettava odotetun vastausviestin pituiseksi. Muuten konfliktien ratkaisu ei toimi.

Joskus edellytetään, että etäkehykseen vastaava solmu aloittaa lähetyksensä heti tunnisteen tunnistamisen jälkeen ja siten "täyttää" tyhjän etäkehyksen. Tämä on eri tapaus.

Virhekehys

Lyhyesti (yhdessä, äänekkäästi): "Oi, RAKAS, KOKEITAAN YKSI YKSI"
Error Frame on erityinen viesti, joka rikkoo CAN-viestin kehystyssääntöjä. Se lähetetään, kun solmu havaitsee vian ja auttaa muita solmuja havaitsemaan vian - ja ne lähettävät myös virhekehyksiä. Lähetin yrittää automaattisesti lähettää viestin uudelleen. On olemassa hyvin harkittu virhelaskurijärjestelmä sen varmistamiseksi, että solmu ei voi häiritä väyläviestintää lähettämällä toistuvasti virhekehyksiä.

Virhekehys sisältää Error Flagin, joka koostuu 6 samanarvoisesta bitistä (jolloin rikkoo bittitäytön sääntöä) ja Error Delimiter -merkin, joka koostuu 8 resessiivisestä bitistä. Virheerotin tarjoaa tilaa, jossa muut väyläsolmut voivat lähettää virhelippunsa havaittuaan itse ensimmäisen virhelipun.

Ylikuormituskehys

Lyhyesti: "Olen erittäin kiireinen 82526 pieni, voisitko odottaa hetken?"
Ylikuormituskehys mainitaan tässä vain täydellisyyden vuoksi. Se on muodoltaan hyvin samanlainen kuin virhekehys, ja sen lähettää varattu solmu. Ylikuormituskehystä käytetään harvoin, koska nykyaikaiset CAN-ohjaimet ovat tarpeeksi tehokkaita, jotta ne eivät käytä sitä. Itse asiassa ainoa ohjain, joka luo ylikuormituskehyksiä, on nyt vanhentunut 82526.

Vakio- ja laajennettu CAN

Aluksi CAN-standardi asetti välityskentässä olevan tunnisteen pituudeksi 11 bittiä. Myöhemmin standardia laajennettiin ostajien pyynnöstä. Uutta muotoa kutsutaan usein laajennetuksi CAN:ksi (Extended CAN) ja se sallii vähintään 29 bittiä tunnisteessa. Varattua bittiä ohjauskentässä käytetään erottamaan nämä kaksi kehystyyppiä.

Muodollisesti standardit on nimetty seuraavasti −

2.0A - vain 11-bittisillä tunnisteilla;
2.0B on laajennettu versio, jossa on 29- tai 11-bittiset tunnisteet (ne voidaan sekoittaa). Node 2.0B voi olla

2.0B aktiivinen jotka pystyvät lähettämään ja vastaanottamaan hajautettuja kehyksiä, tai

2.0B passiivinen (passiivinen), ts. se hylkää hiljaa vastaanotetut laajennetut kehykset (mutta katso alla).

1.x - viittaa alkuperäiseen spesifikaatioon ja sen versioihin.

Tällä hetkellä uudemmat CAN-ohjaimet ovat yleensä tyyppiä 2.0B. 1.x- tai 2.0A-tyyppinen ohjain hämmentyy vastaanottaessaan viestejä, joissa on 29 välitysbittiä. 2.0B-passiivityyppinen ohjain hyväksyy ne, tunnistaa ne, jos ne ovat oikein, ja sitten hävittää ne; ohjain 2.0B aktiivinen tyyppi pystyy sekä lähettämään että vastaanottamaan tällaisia ​​viestejä.

Ohjaimet 2.0B ja 2.0A (sekä 1.x) ovat yhteensopivia. Voit käyttää niitä kaikkia samassa väylässä niin kauan kuin 2.0B-ohjaimet eivät lähetä hajautettuja kehyksiä.

Joskus ihmiset väittävät, että standardi CAN on "parempi" kuin laajennettu CAN, koska laajennetuissa CAN-viesteissä on enemmän lisäkustannuksia. Näin ei välttämättä ole. Jos käytät välityskenttää tiedon lähettämiseen, laajennettu CAN-kehys saattaa sisältää vähemmän lisärasitusta kuin tavallinen CAN-kehys.

Basic CAN (Basic CAN) ja täysi CAN (Full CAN)

Termit Basic CAN ja Full CAN ovat peräisin CANin "lapsuudesta". Olipa kerran Intel 82526 CAN -ohjain, joka tarjosi ohjelmoijalle DPRAM-tyyppisen käyttöliittymän. Sitten tuli Philips 82C200:lla, joka käytti FIFO-suuntautunutta ohjelmointimallia ja rajoitettuja suodatusominaisuuksia. Näiden kahden ohjelmointimallin erottamiseksi ihmiset ovat alkaneet kutsua Intelin menetelmää Full CAN:ksi ja Philipsin menetelmää Basic CANiksi. Nykyään useimmat CAN-ohjaimet tukevat molempia ohjelmointimalleja, joten ei ole mitään järkeä käyttää termejä Full CAN ja Basic CAN - itse asiassa nämä termit voivat aiheuttaa sekaannusta ja niitä tulee välttää.

Itse asiassa Full CAN -ohjain voi kommunikoida Basic CAN -ohjaimen kanssa ja päinvastoin. Yhteensopivuusongelmia ei ole.

Väyläkonfliktin ratkaisu ja viestien prioriteetti

Sanomaristiriitojen ratkaisu (prosessi, jolla kaksi tai useampi CAN-ohjain päättää, kuka käyttää väylää) on erittäin tärkeä määritettäessä todellista tiedonsiirron kaistanleveyden saatavuutta.

Mikä tahansa CAN-ohjain voi aloittaa lähetyksen, kun se havaitsee, että väylä on tyhjäkäynnillä. Tämä voi saada kaksi tai useampia ohjaimia aloittamaan viestin lähettämisen (melkein) samaan aikaan. Ristiriita ratkaistaan ​​seuraavasti. Lähettävät solmut valvovat väylää viestin lähetyksen aikana. Jos solmu havaitsee hallitsevan tason, kun se itse lähettää resessiivistä tasoa, se vetäytyy välittömästi konfliktinratkaisuprosessista ja tulee vastaanottajaksi. Törmäysresoluutio suoritetaan koko sovittelukentässä, ja tämän kentän lähettämisen jälkeen väylään jää vain yksi lähetin. Tämä solmu jatkaa lähettämistä, jos mitään ei tapahdu. Muut mahdolliset lähettäjät yrittävät lähettää viestinsä myöhemmin, kun väylä on vapaa. Konfliktinratkaisuprosessiin ei mene hukkaan aikaa.

Tärkeä ehto konfliktin onnistuneelle ratkaisemiselle on se, että tilanne, jossa kaksi solmua voisi lähettää saman välityskentän, on mahdotonta. Tähän sääntöön on yksi poikkeus: jos viesti ei sisällä dataa, mikä tahansa solmu voi lähettää tämän viestin.

Koska CAN-väylä on langallinen JA-väylä ja Dominant-bitti on looginen 0, viesti, jolla on numeerisesti pienin sovittelukenttä, voittaa ristiriidan ratkaisun.

Kysymys: Mitä tapahtuu, jos yksittäinen väyläsolmu yrittää lähettää viestin?

Vastaus: Solmu tietysti voittaa ristiriidan ratkaisemisessa ja siirtää viestin onnistuneesti. Mutta kun tunnistusaika tulee... mikään solmu ei lähetä tunnistusalueen hallitsevaa bittiä, joten lähetin havaitsee tunnistusvirheen, lähettää virhelipun, nostaa lähetysvirhelaskuriaan 8:lla ja aloittaa uudelleenlähetyksen. Tämä jakso toistuu 16 kertaa, minkä jälkeen lähetin siirtyy passiiviseen virhetilaan. Virherajoitusalgoritmin erityissäännön mukaan lähetysvirhelaskurin arvo ei enää nouse, jos solmulla on passiivinen virhetila ja virhe on tunnistusvirhe. Siksi solmu lähettää ikuisesti, kunnes joku tunnistaa viestin.

Viestien osoitus ja tunnistaminen

Jälleen, ei ole mitään väärää siinä, että CAN-viestit eivät sisällä tarkkoja osoitteita. Jokainen CAN-ohjain vastaanottaa kaiken väyläliikenteen ja määrittää laitteistosuodattimien ja ohjelmistojen yhdistelmän avulla, onko se "kiinnostunut" tästä viestistä vai ei.

Itse asiassa CAN-protokollasta puuttuu viestiosoitteen käsite. Sen sijaan viestin sisältö määritellään tunnisteella, joka sijaitsee jossakin viestissä. CAN-viestejä voidaan kutsua "sisällölle osoitetuiksi".

Tietty osoite toimii näin: "Tämä on viesti solmulle X." Sisältöosoitteellinen viesti voidaan kuvata seuraavasti: "Tämä viesti sisältää X-merkittyä dataa." Ero näiden kahden käsitteen välillä on pieni, mutta merkittävä.

Arviointikentän sisältöä käytetään standardin mukaisesti määrittämään viestin järjestys väylällä. Kaikki CAN-ohjaimet käyttävät myös kaikkia (vain osan) sovittelukenttää avaimena laitteiston suodatusprosessissa.

Standardissa ei sanota, että välityskenttää on välttämättä käytettävä viestin tunnisteena. Tämä on kuitenkin hyvin yleinen käyttötapaus.

Huomautus tunnistearvoista

Sanoimme, että tunnisteessa on käytettävissä 11 (CAN 2.0A) tai 29 (CAN 2.0B) bittiä. Tämä ei ole täysin totta. Yhteensopivuuden vuoksi tietyn vanhan CAN-ohjaimen kanssa (arvatkaa mikä?), tunnisteissa ei saa olla 7 tärkeintä bittiä asetettuna logiikaksi, joten 0..2031 arvot ovat käytettävissä 11-bittisille tunnisteille ja käyttäjille 29-bittisille tunnisteille. bittitunnisteet voivat käyttää 532676608 eri arvoa.

Huomaa, että kaikki muut CAN-ohjaimet hyväksyvät "väärät" tunnisteet, joten tunnisteita 2032..2047 voidaan käyttää rajoituksetta nykyaikaisissa CAN-järjestelmissä.

CAN fyysiset kerrokset

CAN-väylä

CAN-väylä käyttää NRZ-koodia, jossa on bittitäyte. Signaalitiloja on kaksi: hallitseva (looginen 0) ja resessiivinen (looginen 1). Ne vastaavat tiettyjä sähkötasoja käytetystä fyysisestä kerroksesta riippuen (niitä on useita). Moduulit on johdotettu JA väylään: jos ainakin yksi solmu asettaa väylän hallitsevaan tilaan, niin koko väylä on tässä tilassa riippumatta siitä kuinka monta solmua lähettää resessiivistä tilaa.

Erilaisia ​​fyysisiä tasoja

Fyysinen kerros määrittää sähkötasot ja väyläsignalointijärjestelmän, kaapelin impedanssin jne.

Fyysisistä kerroksista on useita eri versioita: Yleisin on ISO 11898-2:een kuuluvan CAN-standardin määrittelemä taso, joka on kaksijohtiminen balansoitu signaalipiiri. Sitä kutsutaan joskus myös nopeaksi CAN:ksi.

Saman ISO 11898-3 -standardin toinen osa kuvaa erilaista kaksijohtimista balansoitua signaalijärjestelmää hitaammalle väylälle. Se on vikasietoinen, joten signalointi voi jatkua, vaikka jokin johtimista olisi katkennut, oikosulussa maahan tai Vbat-tilassa. Joskus tätä järjestelmää kutsutaan alhaisen nopeuden CANiksi.

SAE J2411 kuvaa yksijohtimista (plus maadoitus tietysti) fyysistä kerrosta. Sitä käytetään pääasiassa autoissa - esimerkiksi GM-LAN.

On olemassa useita patentoituja fyysisiä kerroksia.

Ennen vanhaan, kun CAN-ajureita ei ollut olemassa, käytettiin RS485-muunnoksia.

Eri fyysiset tasot eivät yleensä voi olla vuorovaikutuksessa toistensa kanssa. Jotkut yhdistelmät voivat toimia (tai näyttää toimivan) hyvissä olosuhteissa. Esimerkiksi nopeat ja hitaat lähetin-vastaanottimet voivat toimia vain satunnaisesti samalla väylällä.

Suurin osa CAN-lähetin-vastaanottimen siruista on Philipsin valmistamia; muita valmistajia ovat Bosch, Infineon, Siliconix ja Unitrode.

Yleisin lähetin-vastaanotin on 82C250, joka toteuttaa ISO 11898 -standardin kuvaaman fyysisen kerroksen. Paranneltu versio on 82C251.

Yleinen hidas CAN-lähetin-vastaanotin on Philips TJA1054.

Suurin väylän tiedonsiirtonopeus

Suurin tiedonsiirtonopeus CAN-väylällä, standardin mukaan, on yhtä suuri kuin 1 Mbps. Jotkut CAN-ohjaimet tukevat kuitenkin yli 1 Mbps:n nopeuksia, ja niitä voidaan käyttää erikoissovelluksissa.

Hidas CAN (ISO 11898-3, katso yllä) toimii jopa 125 kbps nopeuksilla.

Yksijohtiminen CAN-väylä vakiotilassa voi lähettää dataa noin 50 kbps nopeudella ja erityisessä suurnopeustilassa, esimerkiksi ECU:n (ECU) ohjelmointia varten, noin 100 kbps.

Väylän minimitiedonsiirtonopeus

Huomaa, että jotkin lähetin-vastaanottimet eivät salli sinun valita tietyn arvon alapuolella olevaa nopeutta. Jos käytät esimerkiksi 82C250 tai 82C251, voit asettaa nopeudeksi 10 kbps ilman ongelmia, mutta jos käytät TJA1050:tä, et voi asettaa nopeutta alle 50 kbps. Katso tekniset tiedot.

Kaapelin enimmäispituus

1 Mbps:n tiedonsiirtonopeudella käytettävän kaapelin enimmäispituus voi olla noin 40 metriä. Tämä johtuu konfliktinratkaisumenettelyn vaatimuksesta, että signaalin aaltorintaman on kyettävä saavuttamaan kaukaisimman solmun ja palaamaan takaisin ennen bitin lukemista. Toisin sanoen kaapelin pituutta rajoittaa valon nopeus. Ehdotuksia valonnopeuden lisäämiseksi harkittiin, mutta ne hylättiin galaktisten ongelmien vuoksi.

Muut maksimikaapelipituudet (arvot ovat likimääräisiä):

100 metriä nopeudella 500 kbps;

200 metriä nopeudella 250 kbps;

500 metriä nopeudella 125 kbps;
6 kilometriä nopeudella 10 kbps.

Jos galvaaniseen eristykseen käytetään optoerottimia, väylän enimmäispituus pienenee vastaavasti. Vinkki: käytä nopeita optoerottimia ja katso laitteen signaalin viivettä, älä datasivun enimmäistiedonsiirtonopeutta.

Bussin lopetus

ISO 11898 CAN-väylä on päätettävä päätteellä. Tämä saavutetaan asentamalla 120 ohmin vastus väylän kumpaankin päähän. Irtisanominen palvelee kahta tarkoitusta:

1. Poista signaalin heijastukset väylän päästä.

2. Varmista, että se vastaanottaa oikeat DC-tasot.

ISO 11898 CAN-väylä on päätettävä sen nopeudesta riippumatta. Toistan: ISO 11898 CAN-väylä on päätettävä sen nopeudesta riippumatta. Laboratoriotyöhön voi riittää yksi terminaattori. Jos CAN-väyläsi toimii myös ilman terminaattoreita, olet vain onnekas.

Huomaa, että muut fyysiset tasot, kuten hidas CAN, yksijohtiminen CAN ja muut, voivat vaatia väylän päätelaitteen. Mutta ISO 11898 nopea CAN-väyläsi vaatii aina vähintään yhden päätteen.

Kaapeli

ISO 11898 -standardin mukaan kaapelin ominaisimpedanssin tulee olla nimellisesti 120 ohmia, mutta ohmiimpedanssit ovat sallittuja.

Vain harvat markkinoilla olevat kaapelit täyttävät nämä vaatimukset. On suuri mahdollisuus, että vastusarvojen vaihteluväliä laajennetaan tulevaisuudessa.

ISO 11898 kuvaa kierrettyä paria, suojattua tai suojaamatonta. Yksijohtimiskaapelistandardin SAE J2411 parissa työskennellään.

Tällä hetkellä lähes jokaisessa nykyaikaisessa autossa on ajotietokoneet, EBD, sähköikkunat ja monet muut elektroniset laitteet. Nyt tällaiset laitteet voivat ohjata koneen mekaanisten, myös pneumaattisten ja hydraulisten järjestelmien lisäksi. Eikä edes moottori pärjää ilman elektroniikkaa. Siinä on erityinen laite - CAN-väylä. Siitä puhumme tänään.

Tapahtumien historia

CAN-väylän käsite ilmestyi ensimmäisen kerran viime vuosisadan 80-luvulla. Sitten tunnettu saksalainen yritys Bosch kehitti yhdessä Intelin kanssa uuden digitaalisen tiedonsiirtolaitteen, jota kutsuttiin

Mitä hän voi tehdä?

Tämä väylä voi yhdistää kaikki autossa olevat anturit, lohkot ja ohjaimet. CAN voi kommunikoida ajonestolaitteen, SRS:n, ESP:n, ECM:n, vaihteiston ja jopa turvatyynyjen kanssa. Lisäksi rengas on kosketuksessa jousitusantureiden ja ilmastoinnin kanssa. Kaikki nämä mekanismit on kytketty duplex-tilassa jopa 1 Mbps:n nopeudella.

CAN-väylä: laitteen kuvaus ja ominaisuudet

Kaikesta toimivuudestaan ​​huolimatta tämä mekanismi koostuu vain kahdesta johdosta ja yhdestä sirusta. Aikaisemmin CAN-väylä oli varustettu useilla pistokkeilla kaikkien antureiden yhdistämiseksi. Ja jos 80-luvulla jokaisella johdolla lähetettiin vain yksi signaali, nyt tämä arvo saavuttaa satoja.

Nykyaikainen CAN-väylä eroaa myös siinä, että sillä on yhteys matkapuhelimeen. Tähän laitteeseen voidaan liittää myös sähköinen avaimenperä, joka toimii virta-avaimena ja vastaanottaa tietoja moottorin ohjausyksiköstä.

On myös tärkeää, että tämä työkalu voi ennalta määrittää koneen laitteiden toimintahäiriöt ja joissain tapauksissa poistaa ne. Se on käytännössä immuuni häiriöille ja sillä on hyvä kosketuseristys. CAN-väylällä on erittäin monimutkainen toiminta-algoritmi. Sen kautta bitteinä välitettävä data muunnetaan välittömästi kehyksiksi. 2-johtiminen kääntöpari toimii tiedonjohtijana. Valokuitutuotteita on myös, mutta ne ovat vähemmän tehokkaita toiminnassa, joten ne eivät ole yhtä yleisiä kuin ensimmäiset vaihtoehdot. Vähiten yleisin on CAN-väylä, joka välittää tietoa radiokanavan tai

Toimivuus ja suorituskyky

Tämän laitteen suorituskyvyn parantamiseksi valmistajat lyhentävät usein johtojensa pituutta. Jos väylän kokonaispituus on alle 10 metriä, tiedonsiirtonopeus kasvaa 2 megabittiin sekunnissa. Tyypillisesti tällä nopeudella mekanismi lähettää tietoja 64 elektronisesta anturista ja ohjaimesta. Jos väylään liitetään useampia laitteita, luodaan useita piirejä tiedon vastaanottamista ja lähettämistä varten.