CAN (2007, 2008)

Применимость

Общие сведения

CAN (Контроллерная локальная сеть) является стандартной системой мультиплексной коммуникации. Мультиплексная коммуникация означает, что все модули управления могут использовать одни и те же линии для коммуникации, не нарушая коммуникации модулей одного с другим.Volvo разработал новый стандарт мультиплексной коммуникации VOLCANO. VOLCANO является продолжением разработки CAN и работает с переработкой в реальное время и с приоритетами. Описание приоритетов подается VOLCANO, но называется CAN.

Стандарт для контроллерной локальной сети указывает:

• Что должны использоваться два кабеля (CAN H и CAN L)
• Какие должны использоваться уровни напряжения
• Как должно выглядеть сообщение
• Как нужно поступать с ошибками при передаче.

Кабели, CAN H и CAN L

Линии CAN H и CAN L не следует путать с HS CAN и MS CAN, означающих скорость на CAN. CAN H и CAN L - это один из методов распространения сигналов в мультиплексной коммуникационной сети.Коммуникация осуществляется по двум кабелям. Эти два кабеля скручены вместе.Уровни напряжения для коммуникации осуществляются с дифференцальными уровнями напряжения.Коммуникация осуществляется по двум скрученным кабелям и на дифференциальных уровнях напряжения, чтобы сделать сеть менее чувствительной к помехам.Одно и то же сообщение передается одновременно по обоим кабелям, но используются различные уровни напряжения.

• Двоичная 1 = 2,5 В на CAN H и на CAN L.
• Двоичная 0 = 4 В на CAN H и 1 В на CAN L.

При измерении напряжения между CAN L и "массой" среднее значение приблизительно равно 2,3 В.При измерении напряжения между CAN H и "массой" среднее значение приблизительно равно 2,8 В.Эти значения измерения относятся к "обычной" коммуникации по CAN, т.е. когда нет несправности, заставляющей модули управления передавать сообщения о неисправности.При измерении между двумя кабелями CAN, при нормальном трафике в сети, средний уровень напряжения составляет около 0,55-0,90 В (максимум до 0,6-1,4 В)CAN компании Volvo соответствует ISO 11898-2. Другим стандартом является 11898-3, где напряжение в CAN H меняется от прибл. 5 В до прибл. 1 В, а в CAN L - от прибл. 0 В до прибл. 4 В при изменении от логического "0" до логического "1". Другим стандартом является SAE J2411, где для коммуникации по CAN используется только один кабель.

Примечание: Некоторые модули управления, как например модуль управления системы подушек и ремней безопасности (SRS) и модуль антиблокировочной системы тормозов (BCM), осуществляют также коммуникации с собственными датчиками. Эти сети называются внутренними CAN, и они не имеют ничего общего с общей CAN. Внутренние CAN используются только для передачи данных между датчиками и модулями управления, к которым подключены датчики.

Сообщение контроллерной локальной сети

Сообщение состоит из следующих компонентов:

• Идентификатор ("флажок"), обозначающий идентичность и приоритет сообщения.
• Информация о данных (значение, информация и т.д.)
• Контрольная сумма, используется для того, чтобы убедиться в том, что сообщение было получено правильно
• Сигнал остановки, который показывает, что сообщение закончилось.

Полное сообщение контроллерной локальной сети называется фрейм (frame)

Установка приоритетов

В сети могут возникать конфликты, когда несколько модулей управления хотят передать сообщение одновременно, например когда водитель нажимает на тормоз, и пассажир в переднем сидении в это время меняет установки климата. Чтобы функции выполнялись безупречно, эти сообщения должны быть установлены в порядке приоритета. Кроме того, время задержки, возникшее в данной ситуации ездя должно быть в определенных рамках. Клиент не должен ощущать "тягучести" или медленного выполнения функции.Чтобы разрешить проблемы, касающиеся конфликтов и временных задержек, имеется приоритетный порядок сообщений, с тем чтобы обеспечить хорошую функциональность.Установление приоритетов для сообщений определяется количеством нулей в начале сообщения, чем больше нулей, тем выше приоритет.Установление приоритетов происходит следующим образом:

• Когда работает сеть, все модули управления, располагающие информацией для передачи, посылают сообщения с битом один.
• Все модули управления регистрируют, что было передано по сети
• Если модуль управления передал 0, те, которые передали 1, останавливаются и ждут следующего раза, когда будет доступна сеть
• Те, которые передали 0, передают бит два сообщения
• Если модуль управления передал 0, как бит два, те, которые передали 1, останавливаются и ждут следующего раза, когда будет доступна сеть, и т.д.

Сообщение с высшим приоритетом (имеющее больше нулей в начале) получает преимущество и отсылается первым.Конец сообщения - это семь нулей. Модули управления затем знают, что сеть доступна, и новое сообщение может быть послано в порядке очередности.

Два типа сообщений

В системе имеется два типа сообщений:

• Периодические сообщения (periodical frames). Эти сообщения передаются регулярно и информируют о статусе параметров. Они используются для информации, которая должна постоянно обновляться, например сигнал скорости.
• Сообщение о происшествии (event frames), передается только при выполнении определенных условиях. Этот тип сообщений используется для ситуаций, которые возникают редко, например поднять/опустить окно.

Сообщение может содержать бит обновления, который показывает, насколько "свежей" является информация.Система предполагает, что приемник получил сообщение, поэтому подтверждение не посылается. Ответ посылается только на прямой вопрос от другого модуля управления.Однако получатель "знает", как часто должно приходить сообщение о текущем состоянии. В случае отсутствия этого сообщения получатель может запустить аварийную программу и/или зарегистрировать код неисправности.

Показатель качества

В распределенной системе, где информация (сигналы) передается между различными модулями в сети, информацию (сигналы) обычно генерирует/создает модуль, знающий качество передаваемой информации. Чтобы можно было информировать принимающие модули о качестве информации, по сети передается показатель качества (показатель Q), когда передается информация (сигналы). Показатель качества описывает статус информации (сигнала). Если, например, сигнал неверный вследствие неисправного датчика, то принимающий модуль может использовать показатель качества, чтобы определить, должен ли модуль принимать какое-либо действие (например, повторная конфигурация).

Показатель качества может иметь какой-либо из следующих статусов:

• В порядкеЗначение указывает, что сигнал нормальный, и показывает достоверный статус и точность.
• За пределами указанной областиХотя значение указывает, что сигнал нормальный и может использоваться, была обнаружена неисправность, указывающая на то, что точность ухудшилась, что может повлиять на эксплуатационные характеристики или привести к нестабильности.
• Нет данныхЗначение указывает, что сигнал имеет свое начальное значение запуска и еще не успел получить нужное ожидаемое или расчетное значение. Это может произойти, когда процесс запуска модуля еще не выполнен полностью. Как только модуль запустится, сигнал получит правильное значение. Принимающий модуль имеет встроенную задержку для ожидания правильного сигнала.
• Данные отсутствуютЗначение указывает, что в сигнале имеется ошибка. Это не дает использовать сигнал принимающими модулями.

*Код неисправности может быть сохранен.

Совместимость

Блоки должны "говорить" на одном и том же языке и должны быть совместимы друг с другом. Для этого используется стандартизированный протокол связи.Конфигурация сигнала (sfg), это язык, на котором общаются модули управления. Если один из узлов управления получает конфигурацию сигнала, которая не совпадает с другими модулями, это может означать, что данный модуль не имеет связи с другими модулями. Это означает, что все модули должны иметь совместимый сигнал конфигурации.Чтобы это проверить, центральный электронный модуль (CEM) передает идентификационный номер своей конфигурации по CAN. Другие модули принимают этот номер и сравнивают его со своим номером. Если номера не совпадают, подается код неисправности. Конфигурация сигнала иногда меняется при поступлении новых сообщений и старые сообщения стираются.

Конфигурация

Когда выполняется конфигурация системы, загружаются инструкции, касающиеся следующего:

• Какие модули управления входят в систему (например центральный электронный модуль (CEM) и другие).
• Функции того или иного модуля управления (например "ты - модуль управления в двери водителя - ты - модуль управления в двери пассажира").
• Какие входят функции (например, присутствует ли функция аварийного сигнала или нет).
• Какие компоненты подключена к модулям управления (например входит ли датчик угла наклона автомобиля или нет).
• Какие сообщения модуль управления должен передавать, а какие принимать
• Где должны храниться различные данные.

Необходимо изменить (адаптировать) конфигурацию после установки дополнительного оборудования, и ее необходимо загрузить снова после замены какого-либо модуля. Информация хранится в центральной базе данных Volvo, где ее можно получить при загрузке программного обеспечения.

Примечание: Даже если два автомобиля выглядят идентичными, они могут вести себя по-разному из-за разной конфигурации, параметр мог быть модифицирован клиентом или работником станции техобслуживания.