Многие друзья-водители и друзья в кругу промышленного управления слышали слово «шина CAN». Сегодня давайте разберемся, почему шина CAN так популярна?
Шина CAN, также известная как сеть контроллеров (Controller Area Network), представляет собой шину протокола последовательной связи для приложений реального времени. Он может использовать витую пару для передачи сигналов и является одной из наиболее широко используемых полевых шин в мире. . Протокол CAN используется для связи между различными компонентами автомобиля, заменяя дорогие и громоздкие жгуты проводов распределения питания. Широкое использование протокола CAN позволяет быстро распространить его на области автоматизации и промышленности.
Особенности протокола CAN включают полную передачу последовательных данных, поддержку в реальном времени, скорость передачи до 1 Мбит/с, 11-битную адресацию и возможности обнаружения ошибок.
История CAN-шины
Локальная сеть контроллера CAN относится к категории полевых шин, представляющих собой сеть последовательной связи, эффективно поддерживающую распределенную систему управления. Шина последовательной связи, специально разработанная для автомобильной промышленности компанией German Bosch в 1980-х годах, становится все более популярной благодаря своим высоким характеристикам, высокой надежности и способности обнаруживать любые возникающие ошибки. Применяется во многих областях.
В связи с широким применением CAN-шины в различных отраслях промышленности и сферах к ее формату связи выдвигаются более строгие требования. В 1991 году была сформулирована и выпущена техническая спецификация шины CAN (версия 2.0). Эта техническая спецификация включает две части, A и B. Среди них 2.0A дает стандартный формат сообщения CAN, а 2.0B дает два формата: стандартный и расширенный.
Американское общество автомобильных инженеров SAE предложило протокол J1939 в 2000 году, который с тех пор стал общим стандартом для сетей контроллеров в грузовых и легковых автомобилях. Традиционный CAN срабатывает на основе событий, а неопределенность времени передачи информации и инверсия приоритета являются его неотъемлемыми недостатками. Эти недостатки относительно незначительны, когда сообщения по шине передаются нечасто; однако по мере увеличения частоты передачи производительность резко снижается.
Чтобы удовлетворить постоянно растущие требования к производительности в реальном времени и плотности передачи сообщений для управления автомобилем, необходимо улучшить производительность шины CAN в реальном времени. Таким образом, комбинация традиционного CAN и механизма, запускаемого по времени, дает TTCAN (CAN, запускаемый по времени), и ISO11898-4 включает TTCAN. Разница между шиной TTCAN и традиционной системой шины CAN заключается в том, что разные сообщения на шине определяют разные временные интервалы (слот таймера).
Как работает CAN-шина
Шина CAN использует метод последовательной передачи данных, который может работать по витой паре длиной 40 м со скоростью 1 Мбит/с или использовать для подключения оптический кабель, а протокол шины поддерживает несколько ведущих контроллеров на этой шине. Когда узел (станция) на шине CAN отправляет данные, они рассылаются всем узлам сети в виде сообщения. Для каждого узла, независимо от того, отправлены ли данные самому себе, они получены. 11-битные символы в начале каждой группы сообщений являются идентификаторами, определяющими приоритет сообщений. Этот формат сообщения называется схемой адресации, ориентированной на содержимое. Идентификаторы уникальны в одной и той же системе, и две станции не могут отправлять сообщения с одним и тем же идентификатором. Эта конфигурация важна, когда несколько станций одновременно конкурируют за чтение шины.
Характеристики шины CAN
1. Сообщение. Данные по шине отправляются в различных форматах сообщений, но их длина ограничена. Когда шина простаивает, любой узел в сети может отправлять сообщения.
2. Маршрутизация информации. В CAN узел не использует никаких сообщений о конфигурации системы, таких как адрес станции, и принимающий узел определяет, следует ли принимать этот кадр информации, в соответствии с характеристиками самого сообщения.
3. Идентификатор Это относится к характерному идентификатору сообщения, которое должно быть передано. Он дает не адрес целевого узла, а характеристику самого сообщения. Информация передается по сети и может быть получена всеми узлами.
4. Непротиворечивость данных. Следует обеспечить, чтобы сообщение было получено всеми узлами в CAN одновременно или не получено одновременно, что реализуется с помощью функции обработки ошибок и ресинхронизации.
5. Системы CAN с разной скоростью передачи битов имеют разные скорости, но в данной системе скорость передачи битов уникальна и фиксирована.
6. Приоритет Идентификатор в сообщении для отправки данных определяет приоритет сообщения, занимающего шину. Чем меньше идентификатор, тем выше приоритет.
8. Сообщение не содержит адреса источника или адреса назначения, а использует идентификатор только для указания функции и информации о приоритете.
CAN стал международным стандартом и был признан одной из самых многообещающих полевых шин.
Привет, если вы хотите узнать больше о производителях беспроводных модулей Lora в Китае, вы обязательно подпишитесь на мою домашнюю страницу: https://twitter.com/EBYTE18.
