Контроллерная локальная сеть

Применимость

Общие сведения

Контроллерная локальная сеть - это стандартная система многоканальной связи. Многоканальная связь означает, что несколько модулей управления могут использовать одни и те же кабели для связи без создания помех потоком информации от одного модуля управления потоку информации от другого.Компания Volvo разработала новый стандарт для многоканальной связи - VOLCANO. VOLCANO является усовершенствованием контроллерной локальной сети и использует реальное время для операций и определения приоритетов. Описание определения приоритетов основано на VOLCANO, однако обозначается CAN (Контроллерная локальная сеть).Стандарт контроллерной локальной сети указывает:

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

Кабели, CAN H и CAN L

Кабели CAN H и CAN L не следует путать с HS CAN и LS CAN, которые являются скоростями в контроллерной локальной сети. При помощи кабелей CAN H и CAN L производится распространение сигналов по сети многоканальной связи.Обмен информацией происходит по двум кабелям. Эти два кабеля спарены.Уровни напряжения связи изменяются в зависимости от различных уровней напряжения.Спаренные кабели и различные уровни напряжения используются для связи из-за того, что благодаря этому сеть становится 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 между L контроллерной локальной сети и заземлением средний уровень напряжения во время нормальной работы составляет около 1.8-2.2 В.При измерении между Н контроллерной локальной сети и заземлением средний уровень напряжения во время нормальной работы составляет около 2.8-3.2 В.Разница напряжений возникает из-за конфигурации автомобиля и уровня оборудования. Поэтому значения напряжения могут варьироваться у автомобилей одной и той ж модели.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)Сеть CAN компании Volvo соответствует ISO 11898-2. Другим стандартом является 11898-3, где напряжение в CAN H меняется от приблизительно 5 В до приблизительно 1 В, а в CAN L - от приблизительно 0 В до приблизительно 4 В при изменении от логического "0" до логического "1". Другим стандартом является SAE J2411, где для коммуникации CAN используется только один кабель.

Сообщение контроллерной локальной сети

Сообщение состоит из следующих компонентов:

• Идентификатор (“флажок”), показывающий идентификационные данные сообщения и установление приоритетов
• Информация о данных (значение, информация и т.д.)
• Контрольная сумма, используется для того, чтобы убедиться в том, что сообщение было получено правильно
• Сигнал остановки, показывающий, что сообщение закончилось.

Полное сообщение контроллерной локальной сети называется фрейм (frame)

Установление приоритетов

Когда несколько модулей управления одновременно пытаются передать сообщения, в сети могут возникать конфликты. Например, когда водитель тормозит в то же время, когда пассажир на переднем сиденье изменяет установочные параметры управления микроклиматом, а пассажир на заднем сиденье использует окна с сервоприводом стекла.Чтобы обеспечить безотказное функционирование, для сообщений должны быть установлены приоритеты. Кроме того, задержки, возникающие, когда сообщения образуют очередь, должны быть приемлемыми. Это необходимо для того, чтобы клиент не ощущал, что система работает медленно.Для устранения конфликтов и задержек для сообщений устанавливаются приоритеты, обеспечивающие функционирование.Установление приоритетов для сообщений определяется количеством нулей в начале сообщения. Чем больше нулей, тем выше приоритет.Установление приоритетов происходит следующим образом:

• Когда сеть доступна, все модули управления, у которых “есть, что сказать”, посылают бит один в своих сообщениях
• 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 самым высоким приоритетом (наибольшее количество нулей в начале) “побеждает” и посылается 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 конверты. Эти сообщения посылаются регулярно и сообщают настоящее состояние параметра. Они используются для часто обновляемой информации, например для сигналов скорости
• Конверты с событиями, которые посылаются только когда выполняются предопределенные условия. Этот тип сообщения используется для таких вещей, которые случаются редко, например поднимание/опускание окна.

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 приемник “знает”, как часто он должен получать сообщение о том, какое состояние применимо. Если сообщение отсутствует, приемник может подсоединить 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.В конфигурации сигнала (sfg) содержится язык, используемый блоками. Если в каком-то модуле конфигурация сигнала не соответствует другим блокам, модуль не может обмениваться данными. Это означает, что все блоки должны иметь совместимую конфигурацию сигнала.Чтобы это проверить, центральный электронный модуль (CEM) передает идентификационный номер для конфигурации своего сигнала по контроллерной локальной сети. Другие модули управления получают этот номер и сравнивают его со своими. Если эти идентификационные данные не совпадают, модули управления зарегистрируют код неисправности (XXX-E003). Конфигурация сигнала иногда модифицируется, с тем чтобы добавить новые сообщения и удалить старые.

Конфигурация

Когда выполняется конфигурация системы, загружаются инструкции, касающиеся следующего:

• Какие модули управления включаются в систему (например, центральный электронный модуль (СЕМ))
• Какой модуль управления что должен делать (например, “ты - модуль управления двери водителя, ты - модуль управления двери пассажира”)
• Какие функции должны включаться (например, должна функция сигнализации быть включена или выключена)
• Какие компоненты подсоединены к модулям управления (например, включен в сигнализацию датчик наклона 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.