Tecnologia e applicazioni CAN bus
Panoramica della tecnologia di comunicazione CAN
CAN (Controller Area Network) è una rete area controller. Grazie alle sue elevate prestazioni, all'elevata affidabilità e al design unico, CAN è sempre più apprezzato dalle persone.
BOSCH ha originariamente progettato CAN in Germania per i sistemi di monitoraggio e controllo delle automobili. Le auto moderne sono sempre più controllate da dispositivi elettronici, come la fasatura del motore, il controllo dell'iniezione del carburante, il controllo dell'accelerazione e della frenata (ASC) e complessi sistemi di frenatura antibloccaggio (ABS). Poiché questi controlli richiedono il rilevamento e lo scambio di grandi quantità di dati, l'uso di linee di segnale cablate non solo è ingombrante e costoso, ma è anche difficile da risolvere il problema. L'uso del bus CAN risolve bene i problemi di cui sopra.
Nel 1993, CAN è diventato lo standard internazionale ISO11898 (applicazione ad alta velocità) e ISO11519 (applicazione a bassa velocità):
La specifica CAN si è evoluta dalla specifica CAN 1.2 (formato standard) alla specifica CAN2.0 compatibile con la specifica CAN 1.2 (CAN2.0A è il formato standard, CAN2.{{9} }B è il formato esteso). La maggior parte dei dispositivi CAN attualmente utilizzati sono conformi alla specifica CAN2.0.
Funzionalità del bus CAN
Il bus CAN è un protocollo di comunicazione dati seriale. La sua interfaccia di comunicazione integra le funzioni del livello fisico e del livello di collegamento dati del protocollo CAN e può completare l'inquadramento dei dati di comunicazione, compreso il riempimento dei bit, la codifica dei blocchi di dati, il controllo della ridondanza ciclica, la determinazione della priorità e altri compiti.
Le caratteristiche del bus CAN sono le seguenti:
(1) Può funzionare in modalità multi-master. Qualsiasi nodo della rete può inviare attivamente informazioni ad altri nodi della rete in qualsiasi momento, indipendentemente dal master o dallo slave. La modalità di comunicazione è flessibile.
(2) I nodi (informazioni) sulla rete possono essere suddivisi in diverse priorità per soddisfare diverse esigenze in tempo reale.
(3) Adotta un meccanismo di struttura del bus di arbitraggio dei bit non distruttivo. Quando due nodi trasmettono informazioni alla rete contemporaneamente, il nodo con una priorità più bassa interrompe attivamente l'invio di dati, mentre il nodo con una priorità più alta può continuare a trasmettere dati senza essere influenzato.
(4) I dati possono essere ricevuti in diverse modalità di trasmissione: punto a punto, punto a multipunto (raggruppamento) e trasmissione globale.
(5) La distanza massima di comunicazione diretta può raggiungere i 10 km (velocità inferiore a 5 Kbps)
(6) La velocità di comunicazione massima può raggiungere 1 MB/s (in questo momento, la distanza massima è 40 m)
(7) Il numero effettivo di nodi può raggiungere 110.
(8) Viene adottata la struttura a frame corto e il numero di byte validi in ciascun frame è 8.
(9) Ciascun frame di informazioni dispone del controllo CRC e di altre misure di rilevamento degli errori e il tasso di errore dei dati è estremamente basso.
(10) Il mezzo di comunicazione può essere doppino intrecciato, cavo coassiale e fibra ottica. In genere è possibile utilizzare un doppino intrecciato economico e non sono richiesti requisiti speciali.
(11) In caso di errori gravi, il nodo ha la funzione di spegnere automaticamente il bus, interrompendo la sua connessione con il bus in modo che le altre operazioni sul bus non siano influenzate.
