Suzuki liana can шина

13.35 Цифровая шина данных CAN

Цифровая шина данных CAN

На автомобиле применены несколько сетевых шин обмена данными CAN (Controller Area Network) между блоками (модулями) управления различных систем и контроллерами исполнительных устройств автомобиля.

Отдельные блоки управления объединены друг с другом в общую сеть и могут обмениваться данными.

Шина является двунаправленной, т.е. любое подключённое к ней устройство может принимать и передавать сообщения.

Сигнал с чувствительного элемента (датчика) поступает в ближайший блок управления, который обрабатывает его и передаёт на шину данных CAN.

Любой блок управления, подключённый к шине данных CAN, может считывать этот сигнал, вычислять на его основе значение управляющего воздействия и управлять исполнительным сервомеханизмом.

Обмен данными по шине CAN

При обычном кабельном соединении электрических и электронных устройств осуществляется прямое соединение каждого блока управления со всеми датчиками и исполнительными элементами, от которых он получает результаты измерений или которыми управляет.

Усложнение системы управления приводит к чрезмерной длине или многочисленности кабельных линий.

Шина данных CAN состоит из двужильного провода, выполненного в виде витой пары. К этой линии подключены все устройства (блоки управления устройствами).

Передача данных осуществляется с дублированием по обоим проводам, причём логические уровни шины данных имеют зеркальное отображение (то есть, если по одному проводу передаётся уровень логического нуля, то по другому проводу передаётся уровень логической единицы, и наоборот).

Двухпроводная схема передачи используется по двум причинам: для выявления ошибок и как основа надёжности.

Если пик напряжения возникает только на одном проводе (например, вследствие проблем с ЭМС (электромагнитная совместимость)), то блоки-приёмники могут идентифицировать это как ошибку и проигнорировать этот пик напряжения.

Если же произойдёт короткое замыкание или обрыв одного из двух проводов шины данных CAN, то благодаря интегрированной программно-аппаратной системе надёжности произойдёт переключение в режим работы по однопроводной схеме. Повреждённая передающая линия использоваться не будет.

Порядок и формат передаваемых и принимаемых пользователями (абонентами) сообщений определён в протоколе обмена данными.

Существенным отличительным признаком шины данных CAN по сравнению с другими шинными системами, базирующимися на принципе абонентской адресации, является соотнесённая с сообщением адресация.

Это значит, что каждому сообщению по шине данных CAN присваивается его постоянный адрес (идентификатор), маркирующий содержание этого сообщения (например: температура охлаждающей жидкости). Протокол шины данных CAN допускает передачу до 2048 различных сообщений, причём адреса с 3 по 2048 являются постоянно закреплёнными.

Объём данных в одном сообщении по шине данных CAN составляет 8 байт.

Блок-приёмник обрабатывает только те сообщения (пакеты данных), которые сохранены в его списке принимаемых по шине данных CAN сообщений (контроль приемлемости).

Пакеты данных могут передаваться только в том случае, если шина данных CAN свободна (т.е., если после последнего пакета данных последовал интервал в 3 бита, и никакой из блоков управления не начинает передавать сообщение).

При этом логический уровень шины данных должен быть рецессивным (логическая «1»).

Если несколько блоков управления одновременно начинают передавать сообщения, то вступает в силу принцип приоритетности, согласно которому сообщение по шине данных CAN с наивысшим приоритетом будет передаваться первым без потери времени или битов (арбитраж запросов доступа к общей шине данных).

Каждый блок управления, утрачивающий право арбитража, автоматически переключается на приём и повторяет попытку отправить своё сообщение, как только шина данных CAN снова освободится.

Кроме пакетов данных существует также пакет запроса определённого сообщения по шине данных CAN.

В этом случае блок управления, который может предоставить запрашиваемый пакет данных, реагирует на данный запрос.

Формат пакета данных

В обычном режиме передачи пакеты данных имеют следующие конфигурации блоков (фреймы):

• Data Frame (фрейм сообщения) для передачи сообщений по шине данных CAN (например: температура охлаждающей жидкости).

• Remote Frame (фрейм запроса) для запроса сообщений по шине данных CAN от другого блока управления.

• Error Frame (фрейм ошибки) все подключённые блоки управления уведомляются о том, что возникла ошибка и последнее сообщение по шине данных CAN является недействительным.

В настоящее время используется стандартный формат.

Пакет данных для передачи сообщений по шине данных CAN состоит из семи последовательных полей:

Start of Frame (стартовый бит): Маркирует начало сообщения и синхронизирует все модули.

Arbitration Field (идентификатор и запрос): Это поле состоит из идентификатора (адреса) в 11 бит и 1 контрольного бита (Remote Transmission Request-Bit). Этот контрольный бит маркирует пакет как Data Frame (фрейм сообщения) или как Remote Frame (фрейм запроса) без байтов данных.

Data Field (данные): Поле данных может содержать от 0 до 8 байт данных. Сообщение по шине данных CAN длиной 0 байт используется для синхронизации распределённых процессов.

CRC Field (контрольное поле): Поле CRC (Cyclic-Redundancy-Check Field) содержит 16 бит и служит для контрольного распознавания ошибок при передаче.

ACK Field (подтверждение приёма): Поле ACK (Acknowledgement Field) содержит сигнал подтверждения приёма всех блоков-приёмников, получивших сообщение по шине CAN без ошибок.

End of Frame (конец фрейма): Маркирует конец пакета данных.

Intermission (интервал): Интервал между двумя пакетами данных. Интервал должен составлять не менее 3 битов. После этого любой блок управления может передавать следующий пакет данных.

Читайте также:  Как одевать шину на диск

IDLE (режим покоя): Если ни один блок управления не передаёт сообщений, то шина CAN остаётся в режиме покоя до передачи следующего пакета данных.

Для обработки данных в режиме реального времени должна быть обеспечена возможность их быстрой передачи.

Это предполагает не только наличие линии с высокой физической скоростью передачи данных, но и требует также оперативного предоставления доступа к общей шине CAN, если нескольким блокам управления необходимо одновременно передать сообщения.

С целью разграничения передаваемых по шине данных CAN сообщений по степени срочности, для отдельных сообщений предусмотрены различные приоритеты.

Приоритет, с которым сообщение передаётся по шине CAN, определяется идентификатором (адресом) соответствующего сообщения.

Идентификатор, соответствующий меньшему двоичному числу, имеет более высокий приоритет, и наоборот.

Протокол шины данных CAN основывается на двух логических состояниях: Биты являются или «рецессивными» (логическая «1»), или «доминантными» (логический «0»). Если доминантный бит передаётся как минимум одним модулем, то рецессивные биты, передаваемые другими модулями, перезаписываются.

Если несколько блоков управления одновременно начинают передачу данных, то конфликт доступа к общей шине данных разрешается посредством «побитового арбитража запросов общего ресурса» с помощью соответствующих идентификаторов.

При передаче поля идентификатора блок-передатчик после каждого бита проверяет, обладает ли он ещё правом передачи, или уже другой блок управления передаёт по шине данных CAN сообщение с более высоким приоритетом.

Если передаваемый первым блоком-передатчиком рецессивный бит перезаписывается доминантным битом другого блока-передатчика, то первый блок-передатчик теряет своё право передачи (арбитраж) и становится блоком-приёмником.

Первый блок управления (N I) утрачивает арбитраж с 3-го бита.

Третий блок управления (N III) утрачивает арбитраж с 7-го бита.

Второй блок управления (N II) сохраняет право доступа к шине данных CAN и может передавать своё сообщение.

Другие блоки управления попытаются передать свои сообщения по шине данных CAN только после того, как она снова освободится. При этом право передачи опять будет предоставляться в соответствии с приоритетностью сообщения по шине данных CAN.

Механизмы на уровне Data Frame

На основе передаваемого по шине данных CAN сообщения блок-передатчик рассчитывает контрольные биты, которые передаются вместе с пакетом данных в поле «CRC Field» (контрольные суммы). Блок-приёмник заново вычисляет эти контрольные биты на основе принятого по шине данных CAN сообщения и сравнивает их с контрольными битами, полученными вместе с этим сообщением.

Этот механизм проверяет структуру передаваемого блока (фрейма), то есть перепроверяются битовые поля с заданным фиксированным форматом и длина фрейма.

Распознанные функцией Frame Check ошибки маркируются как ошибки формата.

Механизмы на уровне битов

Каждый модуль при передаче сообщения отслеживает логический уровень шины данных CAN и определяет при этом различия между переданным и принятым битом. Благодаря этому обеспечивается надёжное распознавание глобальных и возникающих в блоке-передатчике локальных ошибок по битам.

В каждом пакете данных между полем «Start of Frame» и концом поля «CRC Field» должно быть не более 5 следующих друг за другом битов с одинаковой полярностью.

После каждой последовательности из 5 одинаковых битов блок-передатчик добавляет в поток битов один бит с противоположной полярностью.

Блоки-приёмники удаляют эти биты после приёма сообщения по шине данных CAN.

Если какой-либо модуль шины данных CAN распознаёт ошибку, то он прерывает текущий процесс передачи данных, отправляя сообщение об ошибке. Сообщение об ошибке состоит из 6 доминантных битов.

Благодаря сообщению об ошибке все подключённые к шине данных CAN блоки управления оповещаются о возникшей локальной ошибке и соответственно игнорируют переданное до этого сообщение.

После короткой паузы все блоки управления снова смогут передавать сообщения по шине данных CAN, причём первым опять будет отправлено сообщение с наивысшим приоритетом.

Блок управления, чьё сообщение по шине данных CAN обусловило возникновение ошибки, также начинает повторную передачу своего сообщения (функция Automatic Repeat Request).

Для разных областей управления применяются различные шины CAN. Они отличаются друг от друга скоростью передачи данных.

Скорость передачи по шине данных CAN области «двигатель и ходовая часть» (CAN-C) составляет 125 Кбит/с, а шина данных CAN «Салон» (CAN-B) вследствие меньшего количества особо срочных сообщений рассчитана на скорость передачи данных только 83 Кбит/с.

Обмен данными между двумя шинными системами осуществляется через так называемые «межсетевые шлюзы», т.е. блоки управления, подключённые к обеим шинам данных.

Оптоволоконная шина D2B (Digital Daten-Bus) данных применена для области «Аудио/коммуникации/навигация». Оптоволоконный кабель может передавать существенно больший объём информации, чем шина с медным кабелем.

Источник

2.3 Шина CAN/Расположение блоков управления

Шина CAN/Расположение блоков управления

Блоки управления CAN CLASS B (салон)

Комбинация приборов (Ki)

Дверной БУ передний левый (TSG VL)

Дверной БУ передний правый (TSG VR)

Дверной БУ задний левый (TSG HL)

Дверной БУ задний правый (TSG HR)

Потолочная блок-панель упр-я (DBE)

Электронный замок зажигания (EZS)

БУ рулевой колонки (MRM) Центральный интерфейс (ZGW)

БУ прицепного устройства (AAG)

COMAND или Audio 20/Audio 50

Блоки управления CAN CLASS C (моторный отсек)

Комбинация приборов (Ki)

Электронный замок зажигания (EZS)

БУ рулевой колонки (MRM)

Центральный интерфейс (ZGW)

Программа стабилизации движения (ESP)

Электрическое рулевое управление (EPS)

БУ бензиновым двигателем (SIM 266)

Электронный модуль селектора АКП (EWM)

MOST-BUS

Универсальный интерфейс телефона (UHI)

COMAND или Audio 20/Audio 50

Другие шины данных

Климатическая система Электронный замок зажигания (EZS)

Верхняя блок-панель упр-я (OBF)

Блокировка рулевой колонки (ELV)

Читайте также:  Как выставить метки зажигания 402 двигатель

Динамическое регулирование дальности освещения (DLWR)

БУ рулевой колонки (MRM)

Месторасположение

1 В передней панели слева, за рулем

2 В ногах пассажира под ковром

3 Средняя консоль перед рычагом стояночного тормоза

4 В средней консоли

5 Под обшивкой передней левой двери

6 Под обшивкой передней правой двери

7 Под обшивкой задней левой двери

8 Под обшивкой задней правой двери

9 На потолке над внутрисалонным зеркалом

10 В передней панели справа около руля

11 На рулевой колонке непосредственно под рулем

12 В ногах водителя на передней стойке

13 В багажнике на арке колеса слева

14 В багажнике на арке колеса справа

15 Интегрирован в вариатор (CVT)

16 Под усилителем тормозов в гидроблоке

17 В электроблоке на зубчатой рейке рулевого редуктора

18 В моторном отсеке на моторном щите справа

19 На корпусе воздушного фильтра двигателя

20 На туннеле карданного вала

21 В вещевом ящике

22 Под обивкой заднего канала со стороны водителя

23 В средней консоли

24 В багажнике справа

25 В средней консоли

26 На рулевой колонке

27 Снизу соответствующей блок-фары

N93 Центральный интерфейс

На типе 169 устанавливается блок центрального интерфейса (ZGW). Назначением этого блока является управление обменом данными между шинами CAN. Одновременно он выполняет диагностику различных блоков управления подключенных к шинам CAN.

Расположение БУ ZGW:

Центральный интерфейс (N93) находится на передней стойке в ногах у водителя.

Функции блока управления Центрального интерфейса ZGW (N93)

CAN Распределитель потенциалов

X30/4 Штекерный разъем распределителя потенциалов (CAN) справа

Расположен в ногах пассажира под вещевым ящиком справа от блока SAM (N10)

X63/4 Штекерное соединение адаптера шины CAN, 2-полюсное

Штекерное соединение находится в ногах пассажира на передней стойке

X30/7 Штекерный разъем распределителя потенциалов (CAN)

Расположен в ногах пассажира под вещевым ящиком слева от блока SAM (N10)

Распределитель потенциалов CAN является соединением между шинами CAN

Диагностический разъем X11/4, как и ранее, расположен в ногах у водителя.

Источник

14.6 Цифровая шина данных CAN

Цифровая шина данных CAN

На современных автомобилях применяются несколько сетевых шин обмена данными CAN (Controller Area Network) между модулями/блоками управления различных систем и контроллерами исполнительных устройств автомобиля.

Обмен данными по шине CAN

B — Датчик 1
CAN — Шина данных

Шина является полнодуплексной (или просто дуплексной), т.е. любое подключенное к ней устройство может одновременно принимать и передавать сообщения.

Сигнал с чувствительного элемента соответствующего информационного (датчика) поступает в ближайший блок управления, который обрабатывает его и передает на шину обмена данными CAN.

Любой блок управления, подключенный к шине данных CAN, может считывать этот сигнал, вычислять на его основе параметры управляющего воздействия и управлять исполнительным сервомеханизмом.

При обычном кабельном соединении электрических и электронных устройств осуществляется прямое соединение каждого блока управления со всеми датчиками и исполнительными элементами, от которых он получает результаты измерений или которыми управляет.

Усложнение системы управления приводит к чрезмерной длине или многочисленности кабельных линий.

Шина данных CAN состоит из двужильного провода, выполненного в виде витой пары. К этой линии подключены все устройства (блоки управления устройствами).

Двухпроводная схема передачи используется по двум причинам: для контроля ошибок и как основа надежности.

В случае же короткого замыкания или обрыва одного из двух проводов шины CAN, благодаря интегрированной программно-аппаратной системе надежности осуществляется переключение в режим работы по однопроводной схеме. Поврежденная передающая линия перестает использоваться.

Порядок и формат передаваемых и принимаемых пользователями (абонентами) сообщений определен в протоколе обмена данными.

Существенным отличительным признаком шины данных CAN по сравнению с другими шинными системами, базирующимися на принципе абонентской адресации, является соотнесенная с сообщением адресация.

Сказанное означает, что каждому передаваемому по шине сообщению присваивается его постоянный адрес (идентификатор), маркирующий содержание этого сообщения (например: температура охлаждающей жидкости). Протокол шины данных CAN допускает передачу до 2048 различных сообщений, причем адреса с 2033 по 2048 являются постоянно закрепленными.

Объем данных в одном сообщении по шине CAN составляет 8 байт.

Блок-приемник обрабатывает только те сообщения, которые сохранены в его собственном идентификационном списке (контроль приемлемости).

Пакеты данных могут передаваться только в том случае, если шина обмена CAN свободна (т.е., если после передачи последнего пакета последовал интервал в 3 бита, и никакой из блоков управления не начинает передавать очередное сообщение). При этом логический уровень шины данных должен быть рецессивным (логическая «1»).

Если несколько блоков управления одновременно начинают передавать сообщения, то вступает в силу принцип приоритетности, согласно которому сообщение, обладающее наивысшим приоритетом, будет передаваться первым без потери времени или битов (арбитраж запросов доступа к общей шине данных).

Каждый блок управления, утрачивающий право арбитража, автоматически переключается на прием и повторяет попытку отправить свое сообщение, как только шина данных вновь освободится.

Формат передачи данных

В настоящее время в системах обмена данными систем управления автомобилей компании Daimler Chrysler используется только стандартный формат.

Каждый кадр передаваемых по шине CAN сообщений состоит из семи последовательных полей:

Формат кадра

Для обработки данных в режиме реального времени должна быть обеспечена возможность их быстрой передачи.

Это предполагает не только наличие линии с высокой физической скоростью передачи данных, но и требует также оперативного предоставления доступа к общей шине CAN, если нескольким блокам управления необходимо одновременно передать сообщения.

С целью разграничения передаваемых по шине данных CAN сообщений по степени срочности, для отдельных сообщений предусмотрены различные приоритеты.

Приоритет, с которым сообщение передается по шине CAN, определяется идентификатором (адресом) соответствующего сообщения.

Идентификатор, соответствующий меньшему двоичному числу, имеет более высокий приоритет, и наоборот.

Протокол шины данных CAN основывается на двух логических состояниях: Биты являются или «рецессивными» (логическая «1»), или «доминантными» (логический «0»). Если доминантный бит передается как минимум одним модулем, то рецессивные биты, передаваемые другими модулями, перезаписываются.

Если несколько блоков управления одновременно начинают передачу данных, то конфликт доступа к общей шине данных разрешается посредством «побитового арбитража запросов общего ресурса» с помощью соответствующих идентификаторов.

При передаче поля идентификатора блок-передатчик после каждого бита проверяет, обладает ли он еще правом передачи, или уже другой блок управления передает по шине сообщение с более высоким приоритетом.

Если передаваемый первым блоком-передатчиком рецессивный бит перезаписывается доминантным битом другого блока-передатчика, то первый блок-передатчик теряет свое право передачи (арбитраж) и становится блоком-приемником.

Пример организации арбитража

Первый блок управления (N I) утрачивает арбитраж с 3-го бита.
Третий блок управления (N III) утрачивает арбитраж с 7-го бита.

Второй блок управления (N II) сохраняет право доступа к шине данных CAN и
может передавать свое сообщение

Другие блоки управления попытаются передать свои сообщения по шине данных CAN только после того, как она снова освободится. При этом право передачи опять будет предоставляться в соответствии с приоритетностью сообщения по шине данных CAN.

Механизмы на уровне Data Frame

На основе передаваемого по шине данных CAN сообщения блок-передатчик рассчитывает контрольные биты, которые передаются вместе с пакетом данных в поле «CRC Field» (контрольные суммы). Блок-приемник заново вычисляет эти контрольные биты на основе принятого по шине данных CAN сообщения и сравнивает их с контрольными битами, полученными вместе с этим сообщением.

Этот механизм проверяет структуру передаваемого блока (кадра), то есть перепроверяются битовые поля с заданным фиксированным форматом и длина кадра.

Распознанные функцией Frame Check ошибки маркируются как ошибки формата.

Механизмы на уровне битов

Каждый модуль при передаче сообщения отслеживает логический уровень шины данных CAN и определяет при этом различия между переданным и принятым битом. Благодаря этому обеспечивается надежное распознавание глобальных и возникающих в блоке-передатчике локальных ошибок по битам.

В каждом кадре данных между полем «Start of Frame» и концом поля «CRC Field» должно быть не более 5 следующих друг за другом битов с одинаковой полярностью.

После каждой последовательности из 5 одинаковых битов блок-передатчик добавляет в поток битов один бит с противоположной полярностью.

Блоки-приемники удаляют эти биты после приема сообщения по шине данных CAN.

Если какой-либо модуль шины данных CAN распознает ошибку, то он прерывает текущий процесс передачи данных, отправляя сообщение об ошибке. Сообщение об ошибке состоит из 6 доминантных битов.

Благодаря сообщению об ошибке все подключенные к шине данных CAN блоки управления оповещаются о возникшей локальной ошибке и, соответственно, игнорируют переданное до этого сообщение.

После короткой паузы все блоки управления снова смогут передавать сообщения по шине данных CAN, причем первым опять будет отправлено сообщение с наивысшим приоритетом.

Блок управления, чье сообщение по шине данных CAN обусловило возникновение ошибки, также начинает повторную передачу своего сообщения (функция Automatic Repeat Request).

Для разных областей управления применяются различные шины CAN. Они отличаются друг от друга скоростью передачи данных.

Скорость передачи по шине данных CAN области «двигатель и ходовая часть» (CAN-C) составляет 125 Кбит/с, а шина данных CAN «Салон»(CAN-B) вследствие меньшего количества особо срочных сообщений рассчитана на скорость передачи данных только 83 Кбит/с.

Обмен данными между двумя шинными системами осуществляется через так называемые «межсетевые шлюзы», т.е. блоки управления, подключенные к обеим шинам данных.

Оптоволоконная шина D2B (Digital Daten-Bus) данных применена для области «Аудио/коммуникации/навигация». Оптоволоконный кабель может передавать существенно больший объем информации, чем шина с медным кабелем.

В оконечном блоке управления с каждой стороны установлен так называемый согласующий резистор шины данных с сопротивлением 120 Ом, подключенный между обоими проводами шины данных.

Шина данных CAN двигательного отсека активирована только при включенном зажигании.

К шине CAN-С может быть подключено более 7 блоков управления.

Некоторые блоки управления, подключенные к шине данных CAN салона, активируются независимо от включения зажигания (например: система единого замка).

Поэтому шина данных CAN салона должна находиться в режиме функциональной готовности даже при выключенном зажигании, это значит, что возможность передачи пакетов данных должна быть обеспечена даже при выключенном зажигании.

С целью максимально возможного снижения потребляемого тока покоя, шина данных CAN, при отсутствии необходимых к передаче данных, переходит в режим пассивного ожидания, и активируется снова только при следующем обращении к ней.

Если в режиме пассивного ожидания шины данных CAN салона какой-либо блок управления (например, модуль управления единого замка) передает по ней сообщение, то его принимает только главный системный модуль (электронный замок зажигания, EZS/EIS). Модуль EZS сохраняет это сообщение в памяти и посылает сигнал активации (Wake-up) на все блоки управления, подключенные к шине CAN-В.

При активации, EZS проверяет наличие всех пользователей шины данных CAN, после чего передает сохраненное до этого в памяти сообщение.

К шине CAN-В может быть подключено более 20 блоков управления.

Источник

Ответы на самые частые вопросы пользователей рунета
Добавить комментарий

Adblock
detector