CAN

Es handelt sich dabei um ein Bussystem das von BOSCH für die KFZ-Automatisierung entwickelt wurde und zusammen mit Intel vorgestellt wurde um die Kabelbäume (bis 2 km pro Fahrzeug) zu reduzieren und Gewicht zu sparen.

Es können beliebige Geräte an den angeschaltet werden wenn sie die Spezifikationen erfüllen. existieren 2 Normen:

CAN20 A (11bit Objectidentifier) (--> theor. Teilnehmer)

CAN20 B (27bit Objectidentifier) (--> theor. Teilnehmer)

Inhaltsverzeichnis

1 Funktion 1.1 Übertragungsverfahren 1.2 Übertragungsrate und Leitungslänge 1.3 Topologie 1.4 Objectidentifier 1.5 Arbitrierung der Daten Priorität 1.6 Sicherung der Daten 1.7 Frame Aufbau 1 CANopen/DeviceNet 2 weitere Quellen 2.1 Deutsche Bücher

Funktion

Übertragungsverfahren

Der CAN-Bus arbeitet nach dem CSMA - ( C arrier S ense M ultiple A ccess) Verfahren (vgl. Ethernet ). Die Daten sind NRZ-L codiert. Desweiteren wird zur Datensicherung Bit-stuffing verwendet (siehe unten). Der Bus ist mit Kupferleitungen oder über Glasfaser ausgeführt. Im von Kupferleitungen arbeitet der CAN-Bus mit Differenzsignalen. wird normalerweise mit 3 Leitungen ausgeführt: CAN_HIGH und CAN_GND (Masse). CAN_LOW enthält den komplementären von CAN_HIGH gegen Masse. Dadurch können Gleichtaktstörungen werden da ja die Differenz gleich bleibt.

Übertragungsrate und Leitungslänge

Topologie

Objectidentifier

Bei CAN 20 A (11 Bit kennzeichnet der Objectidentifier die Nachricht und ist Geräteadresse! Das heißt das zum Beispiel in Messsystem einer Temperatur Spannung oder Drehzahl ein Identifier zugewiesen wird. Dieses System ermögicht es Teilnehmer die für sich relevanten Daten anhand Identifiers vom Bus zu nehmen oder nicht.

Gleichzeitig dient der Objektidentifier auch zur der Sendeberechtigung bei gleichzeitiger Übertragung ( Kollision ) durch den Prozess der sog. bitweisen Arbitrierung .

Die Übertragung der Daten erfolgt so ein Bit je nach Zustand entweder dominant oder rezessiv auf den Busleitungen wirkt. Ein dominantes dabei ein rezessives.

Arbitrierung der Daten Priorität

Gleichzeitig mit dem Senden lauscht jeder auch auf den Bus. Senden nun 2 gleichzeitig so überschreibt das erste dominante Bit der beiden das entsprechend rezessive des anderen das erkennt und seine Übertragung beendet damit andere seine Daten übertragen kann. (= bitweise Arbitrierung )

Durch dieses Verfahren ist auch eine Hierarchie der Nachrichten untereinander gegeben. Die Nachricht mit dem Identifier darf "immer" übertragen werden. (Was von ist wenn z.B. das ABS auslösen soll...)

Sicherung der Daten

Der CAN-Bus erreicht Bitfehlerraten (BER Bit Rate) in der Größenordnung von 0.00003. Zum verwendet man einen CRC (Cyclic Redundancy Check Prüfsumme) von 15 Bit und zum anderen Dabei wird nach 5 rezessiven Bits ein Bit eingefügt um die Konsistenz zu wahren keinen Fehler vorzutäuschen.

Im Falle einer von einem Empfänger erkannten Kollision sendet dieser einen aus und veranlasst so alle Teilnehmer am den Frame zu verwerfen. Der Sender hat Möglichkeit sofort nach dem Errorframe seine Daten wiederholen. (im Standard werden noch aktive und Error-Frames unterschieden)

Frame Aufbau

Ein Frame enthält:

• Start of Frame (SOF) = ein dominantes bit
• Arbitrierungsfeld (Objectidenttifier [OI]) = 12 (28) bit [27] bit + 1 RTR [=Remote Transmission sh. unten)
• Kontrollfeld (CTRL) = 6 bit (2 bit + 4 bit Länge der Daten entfällt Remote-Frame sh. unten)
• Datenfeld (DATA) = 0-64 bit
• Prüfsumme (CRC) = 16 bit (15 bit + 1 bit dom. = CRC-Delimiter)
• Bestätigung (ACK Acknowledge) = 2 bit (1 rez. = ACK-Slot + 1 bit rez. ACK-Delimiter)
• End of Frame (EOF) = 7 bit rez.
• Intermission = 3 bit (=min. Anzahl der die aufeinanderfolgende Botschaften trennt)

danach ist der Bus wieder im und der nächste darf senden.

RTR (Remote Transmission Request)

Ein gesetztes RTR-Bit kennzeichnet einen Remote-Frame (rezessiv). Mit Hilfe eines Remoteframe kann Teilnehmer einen anderen auffordern seine Daten zu

Das CTRL-Feld wird ignoriert. Datenlänge = Der Objectidentifier ist derselbe wie der der Nachricht.

ACK-Slot

Der Acknowledge-Slot wird verwendet um den zu quittieren. Jeder Empfänger der keinen Fehler konnte setzt einen dominanten Pegel an der des ACK-Slots.

CANopen/DeviceNet

CANopen [1] und DeviceNet [2] sind auf CAN basierende Schicht-7-Kommunikationsprotokolle welche in der Automatisierungstechnik verwendet werden.

weitere Quellen

Für weitere Informationen sei hier auf Standard verwiesen der im Internet relativ leicht ist.

Für CAN gibt es ein separates in englischer Sprache welches auch auf die Protokolle wie CANopen oder DeviceNet eingeht. [3]

Deutsche Bücher

Bücher zum Thema CAN

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