Can шина принцип работы: Can шина — как выглядит и работает. Как использовать кан шину для контроля транспорта

Особенности цифровой can шины, зачем она нужна в автомобиле, какие функции исполняет

Современные автомобили всё больше подстраиваются под конкретные потребности людей. В них появилось много дополнительных систем и функций, которые связаны с необходимостью передачи определённой информации. Если бы к каждой такой системе пришлось подключать отдельные провода, как это было раньше, то весь салон превратился бы в сплошную паутину и водителю сложно было бы управлять машиной из-за большого количества проводов. Но решение этой проблемы нашлось – это установка Can-шины. Какая её роль водитель смогут узнать сейчас.

Can шина – имеет ли она что-то общее с обычными шинами и для чего нужна

Содержание

• 1 Can шина – имеет ли она что-то общее с обычными шинами и для чего нужна
• 2 Когда была разработана цифровая CAN шина и какое её назначение
• 3 Can шина – параметры скорости и особенности передачи данных
• 4 Могут ли возникать проблемы в работе кан шины
• 5 Какие системы входят в современную Can шину автомобиля
• 6 CAN шина, как подключается автосигнализация к цифровой шине

Услышав такое определение, как «CAN шина», неопытный водитель подумает что это ещё один вид автомобильной резины. Но на самом деле, к обычным шинам это устройство не имеет никакого отношения. Это устройство создавалось для того, чтобы не было необходимости устанавливать в машине кучу проводов, ведь управление всеми системами машин должно вестись из одного места. Can шина даёт возможность сделать салон автомобиля комфортным для водителя и пассажиров, ведь при её наличии не будет большого количества проводов, позволяет вести управление всеми системами машины и подключать в удобный способ дополнительное оборудование – трекеры, сигнализации, маяки, секретки и другое. В машина старого образца ещё нет такого приспособления, это доставляет много неудобств. Цифровая шина лучше справляется с поставленными на неё задачами, а стандартная система – с кучей проводов, является сложной и неудобной.

Когда была разработана цифровая CAN шина и какое её назначение

Разработка цифровой шины началась ещё в двадцатом веке. Ответственность за этот проект взяли на себя две компании – INTEL и BOSCH.После некоторых совместных усилий, специалистами этих компаний был разработан сетевой индикатор – CAN. Это была проводная система нового образца, по которой передаются данные. Такую разработку назвали шиной. Она являет собой два витых провода достаточно крупной толщины и по ним передаётся вся необходимая информация для каждой из систем автомобиля. Есть и шина, которая представляет из себя жгут проводов – её называют параллельной.

Если к CAN шине подключить автосигнализацию, то возможности охранной системы увеличатся, а прямым назначением этой автомобильной системы можно назвать:

• упрощение механизма подключения и работы дополнительных систем автомобиля;
• возможность подключить к системе автомобиля любые устройства;
• возможность одновременно принимать и передавать цифровую информацию из нескольких источников;
• снижает влияние внешних электромагнитных полей на работоспособность основных и дополнительных систем автомобиля;
• ускоряет процесс передачи данных к необходимым устройствам и системам машины.

Чтобы подключиться к CAN шине необходимо найти в системе проводов оранжевый, он должен быть толстым. Именно к нему нужно подключаться, чтобы наладить взаимодействие с цифровой шиной. Эта система работает как анализатор и распространитель информации, благодаря ей обеспечивается качественная и регулярная работа всех систем автомобиля.

Can шина – параметры скорости и особенности передачи данных

Принцип работы, по которому действует анализатор CAN шины заключается в том, что ему необходимо быстро переработать поступившую информацию и отправить её обратно в качестве сигнала для определённой системы. В каждом отдельном случае скорость передачи данных для систем автомобиля бывает разной. Основные параметры скорости выглядят таким образом:

• общая скорость передачи информационных потоков по цифровой шине –1 мб/с;
• скорость передачи переработанной информации между блоками управления автомобиля – 500 кб/с;
• скорость поступления информации к системе «Комфорт» — 100 кб/с.

Если к цифровой шине подключена автосигнализация, то информация от неё будет поступать максимально быстро, а заданные человеком команды, при помощи брелока, будут исполнены точно и вовремя. Анализатор системы работает без перебоев и поэтому работа всех систем машины будет постоянно исправной.

Цифровая шина – это целая сеть контролёров, которые объединились в одно компактное устройство и имеют возможность быстро получать или передавать информацию, запуская или отключая определённые системы. Последовательный режим передачи данных делает работу системы более слаженной и корректной. CAN шина – это механизм, который имеет тип доступа Collision Resolving и при установке дополнительного оборудования необходимо учитывать этот факт.

Могут ли возникать проблемы в работе кан шины

Кан шина или цифровая шина работает со многими системами одновременно и постоянно занимается передачей данных. Но как и в каждой системе, в механизме CAN шины могут происходить сбои и от этого анализатор информации будет работать крайне некорректно. Проблемы с кан шиной могут возникать из-за следующих ситуаций:

• произошёл обрыв проводников системы;
• случилось замыкание на массу или на батарею;
• замыкание систем CAN-High или CAN-Low – белее или менее скоростного режима работы системы цифровой шины;
• при слишком низком напряжении системы или полной разрядке аккумулятора;
• если отсутствуют резиновые перемычки;
• из-за неисправной катушки зажигания и других проблем похожего характера.

При выявлении неисправности системы необходимо искать причину этого, учитывая что она может скрываться в дополнительном оборудовании, которое устанавливалось – автосигнализация, датчики и другие внешние системы. Поиски проблемы должны производиться следующим образом:

• проверить работу системы в целом и запросить банк неисправностей;
• проверка напряжения и сопротивления проводников;
• проверка сопротивления резисторных перемычек.

Если с цифровой шиной возникают проблемы и анализатор не может продолжать корректную работу не стоит пытаться самостоятельно решить эту проблему. Для грамотной диагностики и произведения необходимых действий необходима поддержка специалиста в этой области.

Какие системы входят в современную Can шину автомобиля

Все знают что кан шина – это анализатор информации и доступное устройство для передачи команд к основным и дополнительным системам транспортного средства, дополнительному оборудованию – автосигнализация, датчики, трекеры.

Современная цифровая шина включает в себя следующие системы:

• цифровая шина силового агрегата;
• электронные блоки управления двигателем и КПП;
• блоки управления АБС и подушками безопасности;
• блоки для управления ТНВД и рулевым механизмом;
• электронный замок зажигания и центральный монтажный блок;
• датчик для определения угла поворота руля;
• специальная цифровая шина для системы «Комфорт»;
• электронные блоки дверей и контроля парковки;
• блок управления стеклоочистителями и контроля давления в шинах;
• навигационная и информационная система;
• звуковая система.

В этот список не ходят внешние системы, которые можно подключать к цифровой шине. На месте таких может быть автосигнализация или дополнительное оборудования подобного типа. Получать информацию с кан шины и следить за тем, как работает анализатор можно при помощи компьютера. Для этого необходима установка дополнительного адаптера. Если к кан-шине подключена сигнализация и дополнительно маяк, то можно управлять некоторыми системами автомобиля, используя для этого мобильный телефон.

Не каждая сигнализация имеет возможность подключения к цифровой шине. Если владелец автомобиля хочет, чтобы его автосигнализация имела дополнительный возможности, а он постоянно мог управлять системами своего автомобиля на расстоянии, стоит задуматься о покупке более дорогого и современного варианта охранной системы. Такая сигнализация легко подключается к проводу кан шины и работает очень эффективно.

CAN шина, как подключается автосигнализация к цифровой шине

Анализатор цифровой шины справляется не только со внутренними системами и устройствами автомобиля. Подключение внешних элементов –сигнализация, датчики, другие устройства, добавляет цифровому устройству больше нагрузки, но при этом его продуктивность остаётся прежней. Автосигнализация, которая имеет адаптер для подключения к цифровой шине устанавливается по стандартной схеме, а для того, чтобы подключиться к CAN необходимо пройти несколько простых шагов:

1. Автосигнализация по стандартной схеме подключается ко всем точкам автомобиля.
2. Владелец транспортного средства ищет оранжевый, толстый провод – он ведёт к цифровой шине.
3. Адаптер сигнализации подключается к проводу цифровой шины автомобиля.
4. Производятся необходимые закрепляющие действия –установка системы в надёжном месте, изоляция проводов, проверка правильности произведённого процесса.
5. Настраиваются каналы для работы с системой, задаётся функциональный ряд.

Возможности современной цифровой шины велики, ведь виток из двух проводов объединяет в себе доступ до всех основных и дополнительных систем автомобиля. Это помогает избежать наличия большого количества проводов в салоне и упрощает работу всей системы. Цифровая шина работает по типу компьютера, а это в современном мире очень актуально и удобно.

CAN-шина – принцип работы системы и ее диагностика + Видео

Бортовые системы электроники в современных легковых и грузовых автомобилях обладают огромным количеством дополнительных устройств и исполнительных механизмов. Для того, чтобы обмен информацией между всеми устройствами был максимально эффективен, в автомобиле должна быть надежная коммуникационная сеть. В начале 80-ых годов 20 века компания Bosch и разработчик Intel предложили новый сетевой интерфейс – Controller Area Network, который в народе называется Can-шина.

Содержание

1. О принципе работы сетевого интерфейса CAN-шина
2. Особенности работы сети
3. Кан-интерфейс и диагностика системы

1 О принципе работы сетевого интерфейса CAN-шина

Кан-шина в автомобиле предназначена для обеспечения подключения любых электронных устройств, которые способны передавать и получать определенную информацию. Таким образом, данные о техническом состоянии систем и управляющие сигналы проходят по витой паре в цифровом формате. Такая схема позволила снизить негативное влияние внешних электромагнитных полей и существенно увеличить скорость передачи данных по протоколу (правила, по которым блоки управления различными системами способны обмениваться информацией).

Кроме того, диагностика ЭБУ различных систем автомобиля своими руками стала проще. За счет применения подобной системы в составе бортовой сети автомобиля высвободилось определенное количество проводников, которые способны обеспечивать связь по различным протоколам, например, между блоком управления двигателем и диагностическим оборудованием, системой сигнализации. Именно наличие Кан-шины в автомобиле позволяет владельцу своими руками выявлять неисправности контроллеров и ошибки с помощью специального диагностического оборудования.

Кан-шина в автомобиле

Похожие статьи

CAN-шина – это специальная сеть, с помощью которой осуществляется передача и обмен данными между различными узлами управления. Каждый из узлов состоит из микропроцессора (CPU) и CAN-контроллера, с помощью которого реализуется исполняемый протокол и обеспечивается взаимодействие с сетью автомобиля. Шина Кан имеет минимум две пары проводов – CAN_L и CAN_H, по которым и передаются сигналы посредством трансиверов – приемо-передатчиков, способных усиливать сигнал от управляющих устройств сети. Кроме того, трансиверы выполняют и такие функции как:

• регулировка скорости передачи данных посредством усиления или уменьшения подачи тока;
• ограничение тока для предотвращения повреждения датчика или замыкания линий передачи;
• тепловая защита.

На сегодняшний день признаны два вида трансиверов – High Speed и Fault Tolerant. Первый тип наиболее распространен и соответствует стандарту (ISO 11898-2), он позволяет передавать данные со скоростью до 1МБ в секунду. Второй тип приемопередатчиков позволяет создать энергосберегающую сеть, со скоростью передачи до 120 Кб/сек, при этом подобные передатчики не имеют чувствительности к каким-либо повреждениям на самой шине.

2 Особенности работы сети

Следует понимать, что данные по CAN-сети передаются в виде кадров. Наиболее важные из них – это поле идентификатора (Identifire) и система данных (Data). Наиболее часто используемый тип сообщения по Кан-шине – Data Frame. Данный тип передачи данных состоит из так называемого арбитражного поля и определяет приоритетную передачу данных в том случае, если сразу несколько узлов системы передают данные на CAN-шину.

Данные по CAN-сети

Каждое из подключенных к шине устройств управления имеет свое входное сопротивление, а общая нагрузка рассчитывается из суммы всех подключенных к шине исполняемых блоков. В среднем, входное сопротивление систем управления двигателем, которые подключаются на CAN-шину, составляет 68-70 Ом, а сопротивление информационно-командной системы может составлять до 3-4 ОМ.

3 Кан-интерфейс и диагностика системы

Системы управления CAN имеют не только различное нагрузочное сопротивление, но и разную скорость передачи сообщений. Этот факт усложняет обработку однотипных сообщений внутри бортовой сети. Для упрощения диагностики на современных автомобилях используется межсетевой интерфейс (преобразователь сопротивления), который либо выполнен в качестве отдельного управляющего блока, либо встроен в ЭБУ двигателя автомобиля.

ЭБУ двигателя с межсетевым интерфейсом

Подобный преобразователь также предназначен для ввода или вывода определенной диагностической информации по проводу «К»-линия, который подключается во время диагностики или изменения параметров работы сети либо в диагностический разъем либо непосредственно к преобразователю.

Важно отметить, что определенных стандартов для разъемов сети Can на сегодняшний день не существует. Поэтому каждый из протоколов определяет свой тип разъемов на CAN-шине, в зависимости от нагрузки и других параметров.

Таким образом, при проведении диагностических работ своими руками используется унифицированный разъем типа OBD1 или OBD2, который можно встретить на большинстве современных иномарок и отечественных автомобилей. Однако, некоторые модели автомобилей, например Volkswagen Golf 5V, Audi S4, не имеют межсетевого интерфейса. Кроме того, схема блоков управления и CAN-шины индивидуальна для каждой марки и модели авто. Для того, чтобы провести диагностику CAN-системы своими руками, используется специальная аппаратура, которая состоит из осциллографа, анализатора CAN и цифрового мультиметра.

Работы по выявлению неисправностей начинаются со снятия напряжения сети (снятие минусовой клеммы АКБ). Далее определяется изменение сопротивления между проводами шины. Самыми распространенными видами неисправности Кан-шины в автомобиле является замыкание или обрыв линии, выход из строя резисторов нагрузки и снижение уровня передачи сообщений между элементами сети. В некоторых случаях без применения анализатора Can выявить неисправность не получается.

Как это работает: Шина CAN

Транспортные средства представляют собой сложные машины с огромным количеством компонентов, которым необходимо взаимодействовать друг с другом. Вот почему была изобретена сеть контроллеров. Том Дентон объясняет, как работает технология.

В наши дни все современные автомобили, от обычных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания до новейших электромобилей, оснащены шиной локальной сети контроллеров (CAN). Это система электронной связи, которая позволяет различным частям автомобиля взаимодействовать друг с другом, включая двигатель, трансмиссию и тормоза. По сути, это центральная нервная система автомобиля.

Изобретенная компанией Bosch и впервые использованная в Mercedes-Benz S-класса в 1991 году, шина CAN изначально связывала пять блоков управления двигателем (ECU) с целью повышения производительности и безопасности за счет более быстрого потока данных в реальном времени. машина.

Сеть шины CAN была разработана для объединения (или мультиплексирования) этих сообщений, тем самым уменьшая количество необходимой электрической проводки (и веса). Это был шаг вперед по сравнению с тем, что было раньше, состоящим из двусторонних приемников и передатчиков, которые просто не могли справиться с несколькими вещами, сообщающимися одновременно.

Шина CAN работает, позволяя любому устройству в сети создавать «фрейм данных», стандартный формат сообщения, и передавать его последовательно. Если несколько устройств передают одновременно, устройство с наивысшим приоритетом продолжает передачу, пока остальные ждут. Кадры принимаются всеми узлами ЭБУ в сети и состоят из идентификатора, сообщения и других элементов, таких как биты исправления ошибок.

Физическая сеть в большинстве автомобилей состоит из витой пары тонких проводов, известных как CAN high (CAN-H) и CAN low (CAN-L). Также можно использовать коаксиальные кабели и оптоволокно.

Используя шлюз для управления потоком данных, большинство автомобилей теперь имеют несколько различных сетей — например, для кузова, трансмиссии и информационно-развлекательной системы. В отличие от S-класса 1991 года, современные автомобили могут иметь десятки ЭБУ, в том числе для двигателя, управления коробкой передач, подушек безопасности, ABS, контроля тяги и контроля устойчивости. Шина CAN позволяет этим областям обмениваться данными друг с другом в режиме реального времени, отдавая приоритет наиболее важной информации и помогая повысить безопасность и производительность автомобиля.

Вы можете использовать осциллограф для просмотра сигнала CAN. Например, с помощью PicoScope вы можете декодировать эти сигналы и просматривать фактические значения.

Новый инструмент, разработанный Гленном Норрисом CAE AMIMI из Definitive Diagnosis, позволяет быстро и легко просматривать данные CAN. «Инструмент анализа CAN для окончательной диагностики делает декодирование данных CAN более доступным для техников», — объясняет Норрис. «Это упрощает процесс отслеживания спорадических ошибок CAN и сокращает время, затрачиваемое на диагностику».

Тестируя диагностический прибор на своей машине, я обнаружил, что все данные по CAN-шине показывались мгновенно. Я даже смоделировал неисправность, замкнув провода шины, и тут же были перечислены две ошибки.

Ключевой особенностью этого нового инструмента является возможность сортировки и фильтрации определенных идентификаторов. Это облегчает отслеживание источников ошибок.

Значение идентификатора CAN (CAN-ID) указывает уровень приоритета. Чем меньше число, тем выше приоритет. Идентификатор относится к конкретным элементам и действиям, таким как включение или выключение света, или конкретному датчику.

Шина CAN — надежная система, но ошибки все равно будут возникать. К счастью, умные диагностические инструменты могут помочь их быстро идентифицировать.

Это отредактированная выдержка из журнала IMI MotorPro, которую вы получаете бесплатно в рамках членства в IMI. Пришло время узнать больше о том, как стать членом самого влиятельного автомобильного сообщества Великобритании…?

CAN FD Объяснение – CSS Electronics

Вам нужно простое практическое введение в CAN FD?

В этом руководстве мы представляем CAN FD (CAN Гибкая скорость передачи данных) — вкл. Кадры CAN FD, накладные расходы и эффективность, примеры приложений и варианты использования журналов.

Примечание: CAN FD может показаться сложным.

Прочтите ниже, чтобы полностью понять CAN FD.

Вы также можете посмотреть наше вводное видео о CAN FD выше или получить PDF-файл.

В этой статье

1. Почему CAN FD?
2. Что такое CAN FD?
3. Как работает CAN FD?
4. Калькулятор CAN FD
5. Примеры использования
6. Регистрация данных CAN FD
7. Внешний вид

Автор: Мартин Фальх

(обновлено в марте 2022 г. )

Почему CAN FD?

Протокол CAN существует с 1986 года, и он популярен: практически любая машина, которая перемещает , сегодня использует CAN — будь то автомобили, грузовики, лодки, самолеты или роботы.

Но с появлением современных технологий «Классический» протокол CAN (официальный термин, используемый в ISO 11898-1:2015) подвергается давлению:

• Повышение функциональности автомобиля приводит к резкому увеличению объема данных
• Сети все больше ограничиваются пропускной способностью 1 Мбит/с
• Чтобы справиться с ситуацией, OEM-производители создают сложные и дорогостоящие обходные пути

В частности, классический CAN борется со значительными накладными расходами (> 50%), поскольку каждый кадр данных CAN может содержать только 8 байтов данных. Кроме того, скорость сети ограничена 1 Мбит/с, что ограничивает реализацию функций по производству данных.

CAN FD решает эти проблемы , делая его перспективным.

---

Что такое CAN FD?

Протокол CAN FD был предварительно разработан компанией Bosch (совместно с отраслевыми экспертами) и выпущен в 2012 г. Он был улучшен путем стандартизации и теперь соответствует стандарту ISO 11898-1:2015. Исходная версия Bosch CAN FD (не ISO CAN FD) несовместима с ISO CAN FD.

CAN FD предлагает четыре основных преимущества:

#1 Увеличенная длина

CAN FD поддерживает до 64 байтов данных на кадр данных против 8 байтов данных для классического CAN. Это уменьшает накладные расходы протокола и приводит к повышению эффективности протокола.

#2 Повышенная скорость

CAN FD поддерживает два битрейта: номинальный (арбитражный) битрейт, ограниченный 1 Мбит/с, как в классическом CAN, и битрейт данных, который зависит от топологии сети/трансиверов. На практике достигаются скорости передачи данных до 5 Мбит/с.

#3 Лучшая надежность

CAN FD использует улучшенную проверку циклическим избыточным кодом (CRC) и «защищенный счетчик заполняющих битов», которые снижают риск необнаруженных ошибок . Это напр. имеет жизненно важное значение в приложениях, критически важных с точки зрения безопасности, таких как транспортные средства и промышленная автоматизация.

#4 Плавный переход

CAN FD и Classical CAN только ЭБУ могут быть смешаны при определенных условиях. Это позволяет постепенно внедрять узлы CAN FD, значительно снижая затраты и сложность для OEM-производителей.

На практике CAN FD может улучшить пропускную способность сети на 3-8x по сравнению с классической CAN, создавая простое решение для увеличения объема данных.

---

Как работает CAN FD?

Итак, CAN FD кажется довольно простым: Ускорить передачу данных и упаковать больше данных в каждое сообщение, верно?

Однако на практике все не так просто. Ниже мы обрисовываем основные проблемы, которые должно было решить решение CAN FD.

Две ключевые проблемы

Перед просмотром кадра данных CAN FD важно понять две основные части классического CAN, которые мы хотим поддерживать:

#1 Избегайте критических задержек сообщений

Почему бы просто не упаковать кадры классического CAN с 64 байтами данных ?

Это уменьшит накладные расходы и упростит интерпретацию сообщений. Однако, если скорость передачи не изменится, это также заблокирует шину CAN на более длительное время, что может привести к задержке критически важных кадров данных с более высоким приоритетом.

#2 Сохраняйте практическую длину проводов CAN

Таким образом, для отправки большего количества данных в одном сообщении требуется большая скорость.

Но почему бы не ускорить все сообщение CAN (а не только фазу данных)?

Это происходит из-за «арбитража»: если 2+ узла передают данные одновременно, арбитраж определяет, какой узел имеет приоритет. «Победитель» продолжает передачу (без задержек), в то время как остальные узлы «отстаивают» во время передачи данных.

Во время арбитража «битовое время» обеспечивает достаточную задержку между каждым битом, чтобы каждый узел в сети мог отреагировать. Чтобы быть уверенным, что каждый узел будет достигнут в течение битового времени, сеть CAN, работающая со скоростью 1 Мбит/с, должна иметь максимальную длину 40 метров (на практике 25 метров). Ускорение арбитражного процесса сократит максимальную длину до неприемлемого уровня.

С другой стороны, после арбитража остается «пустая магистраль» — включение высокой скорости при передаче данных (когда шинопроводами управляет только один узел). Перед слотом ACK, когда несколько узлов подтверждают правильный прием кадра данных, скорость должна быть снижена до номинального значения.

Короче, надо найти способ только увеличить скорость при передаче данных.

Решение: Фрейм CAN FD

Протокол CAN FD вводит скорректированный фрейм данных CAN, позволяющий использовать дополнительные байты данных и гибкие скорости передачи данных.

Ниже мы сравниваем 11-битный кадр Classical CAN с 11-битным фреймом CAN FD (также поддерживается 29-битный): RRS: Запрос удаленной передачи (RTR) используется в классической CAN для идентификации кадров данных и соответствующих удаленных кадров. В CAN FD удаленные фреймы вообще не поддерживаются — всегда доминирует подстановка удаленного запроса (RRS) (0).

r0 по сравнению с FDF: В классическом CAN r0 является зарезервированным и доминирующим (0). В CAN FD он называется FDF и рецессивный (1).

После бита r0/FDF протокол CAN FD добавляет «3 новых бита». Обратите внимание, что узлы, которые не поддерживают CAN FD, создают кадр ошибки после бита FDF.

res: Этот новый зарезервированный бит играет ту же роль, что и r0, т. е. в будущем он может быть установлен в рецессивный (1) для обозначения нового протокола.

BRS: Переключатель скорости передачи данных (BRS) может быть доминирующим (0), что означает, что кадр данных CAN FD отправляется с арбитражной скоростью (т. е. до макс. 1 Мбит/с). Установка его на рецессивный (1) означает, что оставшаяся часть фрейма данных отправляется с более высокой скоростью передачи данных (до 5 бит/с). Мбит/с).

ESI: Бит индикатора состояния ошибки (ESI) по умолчанию является доминирующим (0), т. е. «активна ошибка». Если передатчик становится «пассивным к ошибкам», он будет рецессивным (1), чтобы указать, что он находится в пассивном к ошибкам режиме.

DLC: Как и в классическом CAN, CAN FD DLC состоит из 4 бит и обозначает количество байтов данных в кадре. В приведенной выше таблице показано, как два протокола последовательно используют DLC до 8 байтов данных. Для поддержки 4-битного DLC CAN FD использует оставшиеся 7 значений из 9до 15 для обозначения количества используемых байтов данных (12, 16, 20, 24, 32, 48, 64).

SBC: Счетчик битов заполнения (SBC) предшествует CRC и состоит из 3 битов с кодировкой Грея и бита четности. Следующий фиксированный бит заполнения можно рассматривать как второй бит четности. SBC добавлен для повышения надежности связи.

CRC: Проверка циклическим избыточным кодом (CRC) является 15-битной в классическом CAN, а в CAN FD — 17-битной (до 16 байтов данных) или 21-битной (для 20–64 байтов данных). В классическом CAN в CRC может быть от 0 до 3 битов заполнения, в то время как в CAN FD всегда есть четыре фиксированных бита заполнения для повышения надежности связи.

ACK: Фаза данных (она же полезная нагрузка) кадра данных CAN FD останавливается на бите ACK, который также отмечает конец потенциально увеличенной скорости передачи данных.

Накладные расходы и эффективность передачи данных CAN FD по сравнению с CAN

Очевидно, что добавленная функциональность CAN FD добавляет много дополнительных битов по сравнению с классическим CAN — как это может привести к уменьшению накладных расходов на ?

Ответ заключается в том, что это не так. См. приведенную ниже визуализацию классического CAN и CAN FD для 3 байтов данных. На самом деле эффективность CAN FD не превышает классического CAN до пересечения 8 байтов данных. Однако при переходе к 64 байтам данных эффективность может возрасти с ~ 50 % до ~ 9 байт.0% (подробнее об этом ниже).

Потребность в скорости: включение переключения скорости передачи данных

Как уже упоминалось, отправка 64 байтов данных с обычной скоростью блокирует шину CAN, снижая производительность в реальном времени.

Чтобы решить эту проблему, можно включить переключение скорости передачи , чтобы разрешить отправку полезной нагрузки с более высокой скоростью по сравнению с арбитражной скоростью (например, 5 Мбит/с против 1 Мбит/с). Выше мы иллюстративно визуализируем эффект для сценариев с 3 байтами данных и 64 байтами данных.

Обратите внимание, что более высокая скорость применяется к разделу кадра данных, начиная с в бите BRS и заканчивается разделителем CRC.

Кроме того, большинство транспортных средств сегодня используют скорость 0,25–0,5 Мбит/с, а это означает, что при 5 Мбит/с CAN FD будет в 10 раз превышать скорость передачи полезной нагрузки.

Как упоминалось ранее, узлы Classical CAN и CAN FD могут использоваться одновременно при определенных условиях. Это позволяет осуществлять пошаговый переход на CAN FD вместо того, чтобы переключать каждый ЭБУ за один раз.

Существует два сценария:

100% Система CAN FD: Здесь контроллеры CAN FD могут свободно смешивать классические кадры данных CAN и CAN FD.

Некоторые узлы являются устаревшими классическими CAN: Здесь контроллеры CAN FD могут переключиться на классическую связь CAN, чтобы избежать реакции кадров ошибок от классических узлов CAN. Кроме того, во время, например. ЭБУ мигает, классические узлы CAN могут быть отключены, чтобы разрешить временный переход на связь CAN FD.

Сбивающим с толку аспектом CAN FD является максимальная скорость передачи данных на этапе полезной нагрузки, поскольку в разных статьях упоминаются разные уровни.

Некоторые утверждают, что практические приложения обеспечивают скорость до 8 Мбит/с и теоретически 15 Мбит/с. Другие заявляют до 12 Мбит/с. Кроме того, Daimler заявляет, что скорость выше 5 Мбит / с сомнительна — как из-за отсутствия стандарта для этого, так и из-за того, что ожидается, что недорогой автомобильный Ethernet (10 BASE-T1) ограничит спрос на CAN FD на более высокой скорости.

Так что правильно?

Это зависит. Глядя на ISO 11898-2 (стандарт микросхем приемопередатчика), он определяет два набора параметров симметрии. Рекомендуется использовать трансиверы с улучшенными параметрами симметрии, часто рекламируемые как трансиверы 5 Мбит/с. Достижимая скорость передачи данных на этапе передачи данных зависит от многих факторов. Одним из наиболее важных является желаемый температурный диапазон. Прошивка ЭБУ не требует поддержки низких температуры. Это означает, что для перепрошивки ЭБУ можно подняться до 12 Мбит/с. Еще одно важное ограничение скорости передачи данных связано с выбранной топологией. Топология «шина» с очень короткими ответвлениями обеспечивает значительно более высокие скорости передачи по сравнению с гибридными топологиями с длинными ответвлениями или даже звездами. Большинство многоабонентских шинных сетей ограничены скоростью 2 Мбит/с в диапазоне температур от -40 до +125°С. град С. CiA предоставляет соответствующие эмпирические правила в рекомендациях по проектированию сети CiA 601-3. Сюда входят рекомендации по установке точек выборки на этапе данных.

Для получения более подробной технической информации о CAN FD мы можем порекомендовать следующие учебники и руководства:

• CAN FD Wiki: содержит, например. хорошее сравнение CAN FD и CAN (классическая шина CAN)
• CiA CAN FD: хорошее введение в CAN FD от CAN in Automation
• Регистратор CAN FD: наше введение в регистрацию данных CAN FD, вкл. практические примеры

---

Калькулятор CAN FD: Эффективность и скорость передачи

Для подробного понимания CAN FD эффективность и средний битрейт , мы рекомендуем проверить наш калькулятор CAN FD.

Калькулятор CAN FD

---

Примеры: приложения CAN FD

Короче говоря, CAN FD позволяет системе обрабатывать больше данных с большей скоростью.

Это жизненно важно для ряда все более актуальных вариантов использования:

Электромобили

Электромобили и гибриды используют новые концепции трансмиссии, которые требуют гораздо более высоких скоростей передачи данных. Дополнительная сложность возникает из-за новых блоков управления, связанных с инвертором DC/DC, аккумулятором, зарядным устройством, расширителем диапазона и т. д. Ожидается, что к 2025 году требуемая скорость передачи данных превысит CAN — и с резким ростом электромобилей, это может быть острием развертывания CAN FD.

ЭБУ мигает

Программное обеспечение автомобиля становится все более сложным. Таким образом, выполнение обновлений ECU через, например. порт OBD2 сегодня может занять несколько часов. С CAN FD такие процессы можно ускорить более чем в 4 раза. Этот вариант использования был одним из первых драйверов спроса на CAN FD со стороны OEM-производителей автомобилей.

Робототехника

Некоторые приложения полагаются на поведение с синхронизацией по времени. роботы-манипуляторы с несколькими осями. Такие устройства часто используют CANopen и требуют, чтобы каждый контроллер отправлял несколько кадров CAN (PDO) с синхронизацией по времени (без прерывания кадрами с более высоким приоритетом). При переходе на CAN FD данные могут быть отправлены за один раз. кадр для эффективности.

ADAS и безопасное вождение

Современные системы помощи водителю (ADAS) все чаще внедряются в легковые и коммерческие автомобили. Это увеличивает нагрузку на шину Classical CAN, но ADAS является ключом к повышению безопасности. Здесь CAN FD станет ключом к повышению безопасности вождения в ближайшем будущем.

Грузовики и автобусы

Грузовики и автобусы используют длинные шины CAN (10-20 метров). В результате они полагаются на низкие скорости передачи данных (250 кбит/с или 500 кбит/с в соответствии с J19).39-14). Ожидается, что грядущий протокол J1939 FD позволит значительно улучшить характеристики коммерческих автомобилей, в т.ч. например АДАС.

Защищенная шина CAN

Как показали недавние хакерские атаки на CAN, классическая CAN уязвима. Если хакеры получат доступ к шине CAN (например, по беспроводной сети), они могут, например, отключить важные функции. Аутентификация CAN FD через модуль защищенной бортовой связи (SecOC) может быть драйвером развертывания ключа.

---

С появлением CAN FD будет несколько вариантов использования для регистрации данных CAN FD:

Регистрация данных с автомобилей

По мере внедрения CAN FD в новых автомобилях регистраторы данных CAN FD станут ключевыми для исследований и разработок OEM и диагностики

Регистратор CAN FD

Телематика для тяжелого транспорта FD (гибкая скорость передачи данных) станет ключом к будущей телематике для тяжелых условий эксплуатации

Телематика j1939

Профилактическое обслуживание

По мере развертывания CANopen FD новому промышленному оборудованию потребуются регистраторы CAN FD IoT для прогнозирования и предотвращения поломок

Профилактическое обслуживание

Черный ящик автомобиля/машины

Регистратор CAN FD может служить «черным ящиком», например. новые прототипы транспортных средств, предоставление данных для диагностики и НИОКР

черный ящик шины CAN

Есть ли у вас сценарий использования CAN FD? Участвуйте в бесплатных спаррингах!

Свяжитесь с нами

Регистрация CAN FD – практические соображения

При регистрации данных CAN FD важны следующие соображения:

До стандарта ISO 11898-1:2015 в стандарте CAN FD обнаружена уязвимость, связанная с проверкой ошибок. Контроллеры, соответствующие обновленному стандарту, иногда называют «ISO CAN FD».

При записи данных из раннего прототипа системы CAN FD вам может потребоваться включить режим «NON-ISO CAN FD», если ваше устройство поддерживает это.

По умолчанию ваш регистратор данных CAN FD может обрабатывать как классические сообщения данных CAN, так и сообщения данных CAN FD — без предварительной настройки между ними. Точно так же вам не нужно предварительно указывать, включено ли или выключено переключение битрейта только для целей ведения журнала.

Однако при передаче данных по шине CAN необходимо указать, следует ли использовать переключение скорости передачи данных или нет. Если эта функция включена, полезные данные передаются со второй скоростью передачи данных системы, которая обычно составляет 2 или 4 Мбит/с.

CAN FD сводит к минимуму необходимость обработки многопакетных сообщений. Это может значительно упростить разработку программного обеспечения для преобразования необработанных данных CAN FD в удобочитаемую форму в интересах конечных пользователей анализаторов CAN FD.

Кроме того, стандартный формат базы данных CAN, DBC, также поддерживает правила преобразования CAN FD. Таким образом, всегда рекомендуется собирать правила масштабирования в файле DBC, чтобы обеспечить легкий переход между различным программным обеспечением CAN, таким как, например. asammdf и т. д.

Пример: CANedge CAN FD logger

CANedge позволяет легко записывать данные CAN FD на SD-карту емкостью 8–32 ГБ. Просто подключите его к приложению CAN FD, чтобы начать регистрацию, и обработайте данные с помощью бесплатного программного обеспечения/API.

Купить Регистрация данных CAN FD

---

CAN FD — прогноз

Ожидается, что CAN FD заменит классический CAN в ближайшие годы:

• Ожидается, что первые автомобили с поддержкой CAN FD будут проданы в 2019/20
• Первоначальное развертывание, скорее всего, будет использовать 2 Мбит/с с постепенным переходом на 5 Мбит/с
• CANopen FD был адаптирован через CiA 1301 1.

  No related posts.