Принцип роботи шини CAN

Спосіб реалізації протоколу передачі даних

Протокол передачі складається з кількох послідовних біт. Кожному біту може бути присвоєно лише одне із значень «0» або «1». У двійковій системі числення цифри 0 і 1 можуть використовуватися для позначення будь-якого числа. Для пояснення ситуації скористаємося такою моделлю.

Перемикач та лампа

Перемикач використовується для увімкнення та вимикання лампи. Таким чином, можна уявити перемикач як передавач інформації, а лампу як приймач. Отже, існує лише два логічні стани:

Фактично спосіб управління лампою за допомогою перемикача аналогічний процесу передачі даних по шині CAN.

Аналогічно трансівер шини CAN генерує один з двох можливих станів біта інформації (якщо прийняти перемикач за передавальний пристрій, а лампу – за приймаючий пристрій).

За наявності двох бітів можливі чотири різні комбінації. Кожна комбінація може означати певні дані. Цей спосіб організації однаковий для всіх блоків керування. У наведеній нижче таблиці показаний спосіб формування та передачі інформації за допомогою двох послідовних біт. Наведений приклад ілюструє передачу інформації про положення дросельної заслінки. Однак можна також призначити логічний стан для операції руху, наприклад, для відкритого вікна, закритого вікна, або скла, що рухається (відкривається або закривається).

Кожен додатковий біт подвоює кількість елементів даних. Чим більше біт у послідовності, тим більше елементів даних може бути передано. У шині даних силового агрегату, наприклад, кут відкриття дросельної заслінки формується з кроком 0,4° з використанням 8 біт.

Процедура призначення стану шиною даних CAN

Наприклад, якщо декільком блокам керування потрібно надіслати повідомлення через протокол передачі даних одночасно, необхідно встановити пріоритет для кожного з них. Першим за протоколом передачі відправляється повідомлення з вищим пріоритетом.

Отже, протокол блоку управління системи АБС є пріоритетнішим з міркувань безпеки руху.

Протокол блоку керування автоматичною коробкою передач, що використовується для контролю плавності ходу, є менш пріоритетним.

Усі три блоки управління починають роботу одночасно з передачею даних по протоколу. Паралельно з цим здійснюється почергова перевірка всіх бітів, що передаються по дроту шини. Якщо блок управління виявляє в арбітражному полі біт без пріоритету в порівнянні зі своїм власним, він зупиняє передачу даних і починає прийом.

Наприклад:

Біт 1 в арбітражному полі

• Блок управління автоматичною коробкою передач передає біт без пріоритету і виявляє біт, що передається по проводу шини, з пріоритетом. Отже, він втрачає своє призначення і починає виконувати функції приймаючого пристрою. Біти 2 та 3 більше не використовуються для порівняння.

• Блок управління АБС передає біт із пріоритетом.

• Блок управління двигуном також передає біт із пріоритетом.

Біт 2 в арбітражному полі

• Блок управління АБС передає біт із пріоритетом.

• Блок управління двигуном передає біт без пріоритету і виявляє біт, що передається по дроту шини з пріоритетом. Отже, він втрачає своє призначення і починає виконувати функції приймаючого пристрою. Біт 3 більше не використовується для порівняння.

Біт 3 в арбітражному полі

• Блок управління АБС має найвищий пріоритет і тому приймає призначення. Він продовжує передавати дані по протоколу до завершення.

• Після завершення блоком керування АБС передачі даних по протоколу решта блоків управління намагаються передати дані по протоколу.

Джерела перешкод

В автомобілі джерелами перешкод є вузли, що генерують під час роботи іскри, а також ланцюги живлення, що замикаються і розмикаються. Іншими джерелами перешкод є, наприклад, мобільні телефони та радіостанції, тобто перешкоди можуть створювати будь-які об'єкти, що генерують електромагнітні хвилі. Поле перешкод, що генеруються такими джерелами, може погіршувати передачу даних, а також призводити до спотворення даних, що передаються.

Для запобігання спотворення даних перешкодами, що передаються в шині даних, використовується два неекранованих дроти об'єднані в кручені пари. По кручений парі передається різницевий сигнал, тобто, іншими словами, на проводах протиставляються відповідні значення напруги.

Якщо напруга на одному з проводів шини даних становить приблизно 0 В, напруга на іншому проводі становить приблизно 5 В. У зворотній ситуації, коли напруга на проводах однакова, вона становить приблизно 2,5 В. Таким чином, сума напруги на двох проводах у будь-який момент часу залишається постійною величиною, а вплив електромагнітних полів двох проводів шини даних нейтралізується.

Таким способом дроти шини даних залишаються захищеними від електромагнітних хвиль, що генеруються зовнішніми джерелами, а також не надають практично ніякого впливу на зовнішні об'єкти.