Can Bus Failure Перевод на Русский Язык • Сегмент данных
Can Bus Failure Перевод на Русский Язык
Приемопередатчики МАХ3050/3057 (рис. 1) первоначально предназначались для автомобильной промышленности, где необходимы скорость передачи данных до 2 Мбит/с и защита от короткого замыкания в системах с высоким напряжением питания. ПП характеризуются однополярным питанием +5 В, током потребления 56 мА в активном и 3,6 мА в пассивном состоянии.
Приборы МАХ3050/3057 работают в четырех режимах:
Снизить уровень помех без использования экранированной витой пары можно в режиме регулируемого быстродействия. В этом режиме скорость передачи (от 40 до 500 кбит/с) определяется резистором, подключенным между выводом RS и общим проводом. Сопротивление резистора вычисляется по формуле:
Для перехода в режим пониженного энергопотребления необходимо подать на вывод RS микросхемы высокий уровень. При этом передатчики отключаются, а приемники находятся в состоянии малого потребления. В этом режиме возможна потеря первого сообщения, передаваемого на высокой скорости.
Отключение приемопередатчика МАХ3057 происходит при подаче на вывод SHDN сигнала низкого уровня. В ПП МАХ3050 реализован режим AutoShutdown, разработанный фирмой MAXIM, при котором микросхема отключается при отсутствии приема или передачи в течение заданного времени. Значение этого времени задается внешним конденсатором, подключаемым к выводу SHDN, и определяется по формуле:
Подача на вывод SHDN высокого уровня переводит МАХ3050 в рабочий режим.
Приемник считывает дифференциальный сигнал с шины (CANH, CANL) и преобразует его в однополярный (RXD) для CAN-контроллера. Компаратор на входе приемника сравнивает разность напряжений ΔV = (CANH-CANL) с внутренним порогом 0,7 В. Если разность положительна, то на выводе RXD формируется сигнал низкого уровня, если отрицательна, то — высокого.
В ПП МАХ3050/МАХ3057 для приемника реализован режим «эхо», т.е. происходит повтор передаваемых данных.
Диапазон синфазного сигнала для линий CANH и CANL от ~7 до +12 В. В случае короткого замыкания или обрыва в цепи CANH-CANL, а также если входное синфазное напряжение не более 0,5 В, на выводе RXD формируется сигнал высокого уровня. Если входное напряжение более 0,9 В, то на RXD — низкий уровень.
Более упрощенным вариантом микросхемы МАХ3050 является МАХ3053, у которой отсутствует режим пониженного потребления. В остальном — это полный аналог МАХ3050.
Приемопередатчики МАХ3054/ 3055/3056 работают в трех режимах, переход в каждый из которых (и выход тоже) задается подачей управляющих сигналов на выводы STB и EN. Для отключения внешнего стабилизатора питания используется вывод INH.
Каждая из микросхем данного семейства рассчитана на определенную скорость передачи данных: МАХ3054 — 250 кбайт/с, МАХЗО55 — 125 кбайт/с, МАХ3056 -40 кбайт/с. Высокая помехозащищенность обеспечивается фильтрами на входе приемников, а встроенная схема регулируемого быстродействия в микросхемах МАХ3055 и МАХ3056 позволяет обойтись без экранированного кабеля.
Точки знаний CAN bus — Русские Блоги
Как работает CAN шина в современном авто В контроллерах 82c200 и SJA1000, производства NXP (ранее Philips), раскладка регистра выглядит приблизительно так:
Controller Area Network
Всё в принципе просто и понятно, но как устроена CAN шина и на чём основывается принцип её работы? Вот один из примеров взаимосвязи электронных блоков управления и устройств завязанных в единую бортовую коммуникационную сеть автомобиля,- рис. 1
1) Уровень приложений (Application Layer) — этот уровень определяет какие приложения (программы) имеют доступ к сети. Например — электронная почта, передача файлов, терминалы удалённого доступа и веб-браузеры.
2) Уровень представления данных (Presentation Layer) — этот уровень определяет такие моменты, как стандарты сжатия данных и их шифрования.
3) Уровень передачи данных (Transport Layer) — этот уровень обеспечивает стандарты передачи данных между адресатами, осуществляет контроль ошибок и безопасности.
4) Сетевой уровень (Network Layer) — этот уровень отвечает за вопросы маршрутизации сетевого трафика данных.
5) Уровень каналов связи (Data Link Layer) — этот уровень обеспечивает синхронизацию передачи данных и контроль ошибок.
6) Уровень контроля за сеансами связи (Session Layer) — этот уровень обеспечивает стандартизацию начала и завершения сеансов связи между различными приложениями и сетевыми блоками.
7) Физический уровень (Physical Layer) — этот уровень определяет стандарты физических характеристик устройств в сети, в том числе типы соединений и разъёмов, электрические характеристики кабелей, уровня напряжения, силы тока и тд.
Детали спецификации CAN протокола полностью описаны в Robert Bosch GmbH, “CAN Specification 2.0,” 1991. Ознакомиться с документом в формате PDF можно по следующему адресу. Далее я дам максимально возможно краткое описание того как данные передаются по CAN, как структурированы сообщения CAN и как обрабатываются ошибки передачи сообщений.
Есть четыре типа сообщений CAN, или фреймы (frames): фрейм данных (Data Frame), удаленный фрейм (Remote Frame), ошибочный фрейм (Error Frame) и фрейм перегрузки (Overload Frame).
Data Frame — стандартное сообщение CAN, широковещательно передаваемые данные от передатчика на другие узлы сети.
Remote Frame — широковещательно передаваемое передатчиком сообщение, на запрос данных от конкретного узла сети.
Error Frame — может быть передан любым узлом, который обнаруживает ошибку в сети.
Overload Frame — используются как запрос на предоставление дополнительной паузы между получаемыми данными (Data Frame) или запросами на получение данных (Remote Frame).
Ниже проиллюстрированы различия между Data Frames для стандартов CAN 2.0A и CAN 2.0B,- рис. 2
В этом случае у стандартного фрейма будет более высокий приоритет,- рис. 3
Описание фрейма сообщения стандарта CAN 2.0А
CAN шина
Can шина автомобиля что это такое
Краткий обзор протокола CAN. Часть II
CAN шина Во время спящего режима ток потребления шины минимальный. Однако при этом по шине (с меньшей частотой) передаются сигналы о состоянии открытия дверей и окон, других систем, связанных с охранными функциями автомобиля.
Канальный уровень
Шина CAN передает кадры CAN, а кадры связи CAN делятся на пять типов: кадры данных, удаленные кадры, кадры ошибок, кадры перегрузки и интервалы кадров.
Кадры данных делятся на стандартные кадры (2.0A) и расширенные кадры (2.0B) в зависимости от длины арбитражного сегмента.
Начало кадра
Начало кадра состоит из доминирующего бита (низкий уровень). Отправляющий узел отправляет начало кадра, а другие узлы синхронизируются с началом кадра.
Конец кадра состоит из 7 невидимых битов (высокий уровень).
Арбитражный раздел
Как шина CAN решает проблему многоточечной конкуренции?
Контроллер шины CAN контролирует уровень шины во время отправки данных.Если уровни отличаются, он прекращает отправку и выполняет другую обработку. Если этот бит находится в сегменте арбитража, возникает конфликт шины, если он находится в другом сегменте, генерируется событие ошибки.
Контрольная секция
Всего 6 битов. Кадр управления стандартного кадра состоит из IDE флага расширенного кадра, зарезервированного бита r0 и кода DLC длины данных. Секция управления расширенным кадром состоит из IDE, r1, r0 и DLC.
Сегмент данных
0-8 байт, короткая структура кадра, хорошая производительность в реальном времени, подходит для автомобильных и промышленных областей управления;
CRC сегмент
Контрольный сегмент CRC состоит из 15-битного значения CRC и разделителя CRC.
ACK сегмент
Когда кадр, полученный принимающим узлом, без ошибок с начала в сегмент CRC, он отправит доминирующий уровень в сегменте ACK, а отправляющий узел отправит рецессивный уровень.
Физический уровень
Применение в других отраслях Теперь мы можем активировать фары ближнего света, противотуманные фары, стоп-сигналы и фары дальнего.
Краткий обзор протокола CAN. Часть II
Эта статья не претендует на полноту и абсолютную точность сведений, указанных в ней, и предназначена для ознакомления с протоколом CAN.
Для разъемов CAN стандартов не существует! Обычно, каждый (!) протокол более высокого уровня (Higher Layer Protocol) описывает один или несколько предпочтительных типов разъемов. Основные типы:
• 5–контактный Mini–C и/или Micro–C, используется DeviceNet и SDS;
• 6–контактный Deutsch разъем, предложенный CANHUG для транспортных гидравлических систем.
Данное назначение контактов разъема рекомендовано CiA и фактически является промышленным стандартом.
| 1 | — | Резерв |
| 2 | CAN_L | Линия шины CAN_L (доминантная низкая) |
| 3 | CAN_GND | Заземление CAN |
| 4 | — | Резерв |
| 5 | (CAN_SHLD) | Опционально: экран CAN |
| 6 | (GND) | Опционально: заземление CAN |
| 7 | CAN_H | Линия шины CAN_H (доминантная высокая) |
| 8 | — | Резерв (линия ошибок) |
| 9 | CAN_V+ | Опционально: питание |
Для пользователей продукции KVASER: Пожалуйста заметьте, что специфическое употребление этих контактов в кабелях KVASER DRVcan описано в документе LAPcan Hardware Guide, который можно скачать на сайте компании.
Если питание подается, оно должно быть в диапазоне +7..+13 В, 100 мA. Модули оснащены разъемом типа «папа» и должны соединять внутри контакты 3 и 6.
Нумерация контактов действительна для разъема типа «папа„, при взгляде со стороны разъема, или для разъема типа “мама», при взгляде со стороны распайки. – Чтобы запомнить расположение контактов, заметьте, что контакт CAN_LOW имеет МЕНЬШИЙ (LOW) номер, а CAN_HIGH – БОЛЬШИЙ (HIGH).
Используется как DeviceNet , так и SDS , и является совместимым для этих двух протоколов.
| Контакт | Функция | Цвет DeviceNet |
| 1 | Экран | Неизолированный |
| 2 | V+ | Красный |
| 3 | V- | Черный |
| 4 | CAN_H | Белый |
| 5 | CAN_L | Синий |
Модули оснащены разъемами типа «папа». Подаваемое напряжение 24 В ±1%
6-контактный Deutsch DT04-6P
Рекомендован CANHUG для использования в транспортных гидравлических системах
Разъемы на модулях типа «папа», разъемы шины – «мама». На данный момент нет никаких рекомендаций по вопросу подачи питания.
| Контакт | Функция | Цвет DeviceNet |
| 1 | Экран | Неизолированный |
| 2 | V+ | Красный |
| 3 | V- | Черный |
| 4 | CAN_H | Белый |
| 5 | CAN_L | Синий |
Схема и место расположения КАН-интерфейса
Фазы работы Механизмы ограничения ошибок
Как работает CAN-шина
Эти данные передаются последовательно. Вот пример.
Человек с лампой, передатчик, хочет отправить какую-то информацию человеку с телескопом, получателю (приемнику). Он хочет передать данные.
Для того, чтобы сделать это они договорились, что получатель смотрит за состоянием лампы каждые 10 секунд.
Теперь 8 бит данных были переданы со скоростью 0,1 бит в секунду (т.е. 1 бит в 10 секунд). Это называется последовательной передачей данных.
Для использования этого подхода в автомобильном приложении интервал времени сокращается с 10 секунд до 0,000006 секунды. Для передачи информации посредством изменения уровня напряжения на шине данных.
Для измерения электрических сигналов шины КАН используется осциллограф. Две измерительных площадки на плате CANBASIC позволяют измерить этот сигнал.
Чтобы показать полное CAN-сообщение разрешение осциллографа уменьшается.
В результате одиночные CAN-биты больше не могут быть распознаны. Для решения этой проблемы CANBASIC-модуль оснащен цифровым запоминающим осциллографом.
Мы вставляем модуль CANBASIC в свободный разъем USB, после чего он будет автоматически обнаружен. Программное обеспечение CANBASIC можно запустить прямо сейчас.
Вы можете видеть вид программного осциллографа с прикрепленными значениями битов. Красным показаны данные, переданные в предыдущем примере.
Чтобы объяснить другие части CAN-сообщения мы раскрашиваем CAN-кадр и прикрепляем на него подписи с описанием.
Обмен данными посредством шины CAN
Очертание Вот такой принцип работы шины CAN без конкретных углублений. Также стоит отметить, что шина CAN может иметь свои особенности, зависящее от области применения и фирмы производителя. В статье я рассказал о наиболее часто встречающейся шине CAN, которую можно встретить в современных грузовых и легковых автомобилях, тракторах и разнообразной спец технике.
Как подключиться и сделать диагностику автомобиля
Сканеры могут внедряться в протокол шины и анализировать её состояние, а также проходящую информацию. Можно использовать виртуальные устройства, эмулирующие отдельные блоки, а также создавать и передавать тестовые команды отдельным участникам сети.
Для связи используются специальные адаптеры USB-CAN, более сложные устройства и программное обеспечение.
До появления профессиональных CAN-анализаторов и тестеров пользовались скоростным запоминающим осциллографом и логическим анализатором.
Эти приборы тоже способны сохранять и предоставлять для изучения отдельные фреймы CAN, но в работе неудобны, требуют больших затрат времени.
Арбитраж
- количество проводов в жгутах, их масса, объёмы и расход дорогостоящей меди стали превышать разумные пределы;
- многие узлы, особенно датчики и первичные преобразователи, многократно дублировались, что необоснованно увеличивало затраты;
- сложнейшие автомобили, особенно премиального класса, стали совершенно неподъёмными в обслуживании и диагностике даже для профильных сервисов из-за отсутствия стандартизации технических решений;
- надёжность машин падала по мере роста количества заключённого в них оборудования, как по чисто объективным законам связи сложности и безотказности, так и из-за отсутствия времени на отработку многочисленных уникальных систем.
История разработки и унификации Controller Area Network CAN-шина обходится единственной витой парой, то есть скрученными между собой двумя тонкими проводками, которые обходят все устройства, имея ответвления на каждое из них.
