1. Architektura magistrali CAN:
- Magistrala CAN jest realizowana przy użyciu skrętki zwanej CAN High (CAN-H) i CAN Low (CAN-L). Przewody te tworzą fizyczny kanał komunikacyjny, przez który przesyłane są komunikaty.
- Przewód CAN-H przenosi sygnał różnicowy odpowiadający logicznej „1”, podczas gdy CAN-L przenosi logiczne „0”.
- Wszystkie ECU podłączone do magistrali CAN są węzłami w sieci, każdy z unikalnym identyfikatorem zwanym identyfikatorem węzła.
2. Format wiadomości:
- Komunikaty CAN składają się z szeregu bitów o określonym formacie. Każda wiadomość zawiera następujące informacje:
- Początek ramki (SOF):Wskazuje początek wiadomości.
- Identyfikator (ID):Określa typ i priorytet wiadomości.
- Kod długości danych (DLC):Określa liczbę bajtów danych w wiadomości.
- Pole danych:Zawiera aktualne dane przesyłane przez ECU.
- Cykliczna kontrola nadmiarowa (CRC):Zapewnia integralność wiadomości poprzez wykrywanie błędów podczas transmisji.
- Koniec ramki (EOF):Oznacza koniec wiadomości.
3. Nadawanie i odbiór wiadomości:
- Kiedy ECU ma dane do przesłania, rozgłasza komunikat na magistrali CAN. Wiadomość jest przesyłana w sposób różnicowy ze stałą szybkością transmisji, zazwyczaj 1 Mb/s lub wyższą.
- Wszystkie ECU podłączone do sieci CAN odbierają nadawany komunikat. Następnie każdy ECU ocenia identyfikator komunikatu, aby określić, czy jest on istotny dla jego funkcji, czy nie.
- Jeśli identyfikator węzła ECU jest zgodny z identyfikatorem komunikatu lub jest odbiorcą nadawanych danych, odpowiednio przetwarza i wykorzystuje otrzymane informacje.
4. Unikanie kolizji:
- Magistrala CAN wykorzystuje mechanizm wielokrotnego dostępu z funkcją wykrywania nośnej i unikania kolizji (CSMA/CA), aby zapobiec kolizjom komunikatów. Oznacza to, że ECU próbując przesłać wiadomość najpierw sprawdza, czy magistrala CAN jest zajęta (ma wysoki poziom na CAN-H). Jeżeli jest zajęty, ECU odczekuje chwilę przed ponowną próbą.
- Ten mechanizm unikania kolizji gwarantuje, że tylko jeden ECU transmituje w danym momencie, zachowując integralność transmisji danych w sieci.
5. Obsługa błędów:
- CAN zawiera także mechanizmy wykrywania i obsługi błędów. Każdy komunikat zawiera sumę kontrolną do sprawdzania błędów, a sygnalizacja różnicowa pomaga w wykrywaniu błędów transmisji.
- Jeśli ECU wykryje błąd, może wysłać komunikat o błędzie lub podjąć działania naprawcze, takie jak ponowne żądanie komunikatu lub zresetowanie sieci.
6. Zalety:
- Magistrala CAN oferuje kilka zalet w porównaniu z tradycyjnymi systemami okablowania, takimi jak:
- Mniejsza złożoność okablowania:Eliminuje potrzebę stosowania rozbudowanego okablowania punkt-punkt pomiędzy sterownikami ECU.
- Większa niezawodność:Funkcje sygnalizacji różnicowej i obsługi błędów zapewniają niezawodną transmisję danych.
- Elastyczność:Dodawanie nowych ECU lub czujników do sieci jest stosunkowo łatwe dzięki magistrali CAN.
- Opłacalność:Okablowanie magistrali CAN może obniżyć całkowite koszty produkcji w porównaniu z tradycyjnymi metodami okablowania.
Wykorzystując okablowanie magistrali CAN, nowoczesne pojazdy osiągają efektywną komunikację pomiędzy różnymi sterownikami ECU, umożliwiając zaawansowane funkcje samochodowe, ulepszone systemy bezpieczeństwa i ogólną poprawę wydajności pojazdu.