CAN magistralė (Controller Area Network) yra labai patikimas,{0}}realaus laiko nuosekliojo ryšio protokolas, naudojamas transporto priemonėse, pramonės automatikoje ir kitose srityse. Tai leidžia keliems mikrovaldikliams ir įrenginiams bendrauti tarpusavyje be pagrindinio kompiuterio.
CAN magistralę iš pradžių sukūrė „Bosch“ Vokietijoje devintojo dešimtmečio pradžioje, skirtą transporto priemonėms palaikyti. 1993 m. ISO paskelbė CAN magistralės standartą (ISO 11898), apimantį ir duomenų perdavimo sluoksnio protokolą, ir fizinio lygmens protokolą.
ISO 11898-1: apibrėžia duomenų ryšio sluoksnio protokolą.
ISO 11898-2: apibrėžia didelės spartos CAN magistralės-fizinio sluoksnio protokolą, palaikantį didžiausią 1 Mbps duomenų perdavimo spartą. Ji rekomenduoja linijinę topologiją ir tinka programoms, kurioms keliami dideli realaus laiko reikalavimai.
ISO 11898-3: apibrėžia fizinio sluoksnio protokolą mažos- spartos CAN magistralei, kai duomenų perdavimo sparta svyruoja nuo 40 Kb/s iki 125 Kb/s. Taip pat žinomas kaip gedimams -tolerantiškas CAN, jis įgalina tęsti ryšį net sugedus vienai signalo linijai, todėl tinka programoms, kurioms taikomi mažesni realaus laiko reikalavimai.
CAN autobuso savybės:
Daug{0}}pagrindinis valdymas:CAN magistralė palaiko kelis pagrindinius įrenginius, kartu egzistuojančius tinkle be pagrindinės-pagalbinės hierarchijos. Įrenginiai bendrauja pagal pranešimų prioritetą.
Diferencialinis signalizavimas:Diferenciniams signalams perduoti naudojami du laidai (CAN_H ir CAN_L), padidinantys atsparumą elektromagnetiniams trukdžiams.
Neardomasis arbitražas-:Perduodant pranešimą, jei įvyksta susidūrimas, aukštesnio-prioriteto pranešimas perduodamas, o žemesnio-prioriteto pranešimas laukia pakartotinio perdavimo.
Klaidų aptikimas ir tvarkymas:Turi tvirtas klaidų aptikimo ir tvarkymo galimybes, įskaitant CRC kontrolinės sumos patikrinimą ir bitų klaidų tikrinimą.
Lanksti topologija:Palaiko kelias tinklo topologijas, tokias kaip linijinės, žvaigždutės, medžio ir žiedo konfigūracijos.
CAN magistralėje didelis įtampos skirtumas tarp loginių „0“ ir „1“ užtikrina patikimą ryšį. Remiantis aukščiau pateiktu aprašymu, du CAN magistralės loginiai lygiai yra šie:
Dominuojantis: 0
Recesyvinis: 1
CAN magistralės signalo lygiai rodo eilutę{0}}ir charakteristikas. Ši linija-ir elgesys sudaro CAN magistralės arbitražo grandinės pagrindą: dominuojantis lygis (0) visada užmaskuoja recesyvinį lygį (1). Jei skirtingi mazgai vienu metu perduoda dominuojantį ir recesyvinį lygius, magistralė rodo dominuojantį lygį (0). Tik tada, kai visi mazgai perduoda recesyvinį lygį (1), magistralė parodo recesyvinę būseną.
Dominuojantis lygis:Logika 0. Esant didelės-speigės CAN, CAN_H kaištis veikia iki 5 V, o CAN_L kaištis – iki 0 V.
Paklusnumo lygis:Logika 1. Nė vienas kaištis nėra varomas.
Didelės{0}}greities CAN ir mažos{1}} spartos CAN magistralės skiriasi savo fizinio sluoksnio signalo lygio apibrėžimais:
Didelės spartos -CAN apibrėžia logiką „1“, kai CANH ir CANL įtampos yra lygios (CANH=CANL=2.5V), ir loginę „0“, kai įtampos skirtumas tarp CANH ir CANL yra 2 V (CANH=3.5V, CANL=1.5V).
Įprasto -režimo įtampos diapazone (-12 V–12 V) didelės spartos CAN siųstuvas-imtuvas dominuojančia būsena interpretuoja didesnį nei 0,9 V įtampos skirtumą tarp CANH ir CANL, o mažesnį nei 0,5 V skirtumą kaip recesyvinę būseną. Vidinė histerezės grandinė sumažina trukdžius.
Mažo-greičio CAN apibrėžia loginį „1“, kai įtampos skirtumas tarp CANH ir CANL yra 5 V (CANH=0V, CANL=5V), ir loginį „0“, kai įtampos skirtumas yra 2,2 V (CANH=3.6V, CANL=1.4V).
Didelio{0}}greičio CAN signalo lygiai (ISO 11898-2)
Maži-Speed CAN signalo lygiai (ISO 11898-3)
CAN klaidų apdorojimo mechanizmai:
CRC klaidos:Aptinka klaidas apskaičiuodamas ir patikrindamas duomenų CRC reikšmę.
Bitų klaidos:Perdavimo metu aptinka bitų klaidas realiuoju{0}}laiku.
Klaidų rėmeliai:Siunčia klaidų kadrus, kad paprašytų pakartotinio perdavimo, kai aptinkamos klaidos.
Santrauka
Dėl didelio patikimumo, našumo{0}}realiu laiku ir lankstumo CAN magistralė buvo plačiai pritaikyta keliose srityse. Technologijoms tobulėjant, CAN magistralė ir toliau tobulėja,-pavyzdžiui, BOSCH išleistas CAN FD (lanksčiojo duomenų- spartos) standartas dar labiau padidina duomenų perdavimo spartą, kad atitiktų taikomųjų programų, kurioms reikalingas didesnis pralaidumas, poreikius.