CAN kopne (Controller Area Network) ir ļoti uzticams,{0}}reāllaika seriālo sakaru protokols, ko izmanto transportlīdzekļos, rūpnieciskajā automatizācijā un citās jomās. Tas ļauj vairākiem mikrokontrolleriem un ierīcēm sazināties savā starpā bez resursdatora.
CAN kopni sākotnēji izstrādāja uzņēmums Bosch Vācijā 80. gadu sākumā, lai nodrošinātu saziņu transportlīdzekļos. 1993. gadā ISO publicēja CAN kopnes standartu (ISO 11898), kas ietver gan datu pārraides slāņa protokolu, gan fiziskā slāņa protokolu.
ISO 11898-1: definē datu saites slāņa protokolu.
ISO 11898-2: definē fiziskā slāņa protokolu liela-ātruma CAN kopnei, kas atbalsta maksimālo datu pārsūtīšanas ātrumu 1 Mb/s. Tas iesaka lineāru topoloģiju un ir piemērots lietojumprogrammām ar augstām reāllaika prasībām.
ISO 11898-3: definē fiziskā slāņa protokolu zema-ātruma CAN kopnei ar datu pārsūtīšanas ātrumu no 40 Kb/s līdz 125 Kb/s. Pazīstams arī kā kļūdu{6}}tolerants CAN, tas nodrošina nepārtrauktu saziņu pat tad, ja viena signāla līnija nedarbojas, padarot to piemērotu lietojumprogrammām ar zemākām reāllaika prasībām.
CAN autobusu funkcijas:
Vairāku-galvenā vadība:CAN kopne atbalsta vairākas galvenās ierīces, kas līdzāspastāv tīklā bez galvenā{0}}pakalpojuma hierarhijas. Ierīces sazinās, pamatojoties uz ziņojuma prioritāti.
Diferenciālā signalizācija:Izmanto divus vadus (CAN_H un CAN_L), lai pārraidītu diferenciālos signālus, uzlabojot izturību pret elektromagnētiskajiem traucējumiem.
Nesagraujošā šķīrējtiesa:Ziņojuma pārsūtīšanas laikā, ja notiek sadursme, tiek pārsūtīts augstākas-prioritātes ziņojums, kamēr zemākas-prioritātes ziņojums gaida atkārtotu pārsūtīšanu.
Kļūdu noteikšana un apstrāde:Tam ir spēcīgas kļūdu noteikšanas un apstrādes iespējas, tostarp CRC kontrolsummas pārbaude un bitu kļūdu pārbaude.
Elastīga topoloģija:Atbalsta vairākas tīkla topoloģijas, piemēram, lineāras, zvaigznes, koka un gredzena konfigurācijas.
CAN kopnē ievērojamā sprieguma starpība starp loģisko "0" un "1" nodrošina uzticamu saziņu. Atsaucoties uz iepriekš sniegto aprakstu, divi CAN kopnes loģiskie līmeņi ir:
Dominējošais: 0
Recesīvs: 1
Signāla līmeņi uz CAN kopnes parāda līniju{0}}un raksturlielumus. Šī līnija-un uzvedība veido ķēdes pamatu CAN kopnes arbitrāžai: dominējošais līmenis (0) vienmēr maskē recesīvo līmeni (1). Ja dažādi mezgli vienlaikus pārraida dominējošo un recesīvo līmeni, kopne uzrāda dominējošo līmeni (0). Tikai tad, kad visi mezgli pārraida recesīvo līmeni (1), kopne parāda recesīvo stāvokli.
Dominējošais līmenis:Loģika 0. Liela-ātruma CAN gadījumā kontaktdakša CAN_H tiek darbināta līdz 5 V, bet CAN_L kontaktam ir 0 V.
Padevības līmenis:Loģika 1. Neviena tapa netiek vadīta.
Ātrgaitas{0}}CAN un maza ātruma CAN{1}}kopnes atšķiras pēc to fiziskā slāņa signāla līmeņa definīcijām:
Liela-ātruma CAN definē loģiku "1", ja CANH un CANL spriegumi ir vienādi (CANH=CANL=2.5V), un loģisko "0", ja sprieguma starpība starp CANH un CANL ir 2 V (CANH=3.5V, CANL=1.5V).
Kopējā -režīmu sprieguma diapazonā (-12 V līdz 12 V) ātrdarbīgs CAN uztvērējs sprieguma starpību, kas lielāka par 0,9 V, starp CANH un CANL interpretē kā dominējošo stāvokli, un atšķirību, kas ir mazāka par 0,5 V, kā recesīvo stāvokli. Iekšējā histerēzes ķēde samazina traucējumus.
Zema -ātruma CAN definē loģiku "1", ja sprieguma starpība starp CANH un CANL ir 5 V (CANH=0V, CANL=5V), un loģisko "0", ja sprieguma starpība ir 2,2 V (CANH=3.6V, CANL=1.4V).
Liela{0}}ātruma CAN signāla līmeņi (ISO 11898-2)
Zemi-ātruma CAN signāla līmeņi (ISO 11898-3)
CAN kļūdu apstrādes mehānismi:
CRC kļūdas:Atklāj kļūdas, aprēķinot un pārbaudot datu CRC vērtību.
Bitu kļūdas:Pārraides laikā reāllaikā{0}}atklāj bitu kļūdas.
Kļūdu rāmji:Nosūta kļūdu kadrus, lai pieprasītu atkārtotu pārraidi, kad tiek konstatētas kļūdas.
Kopsavilkums
CAN kopne ir guvusi plašu pielietojumu vairākās jomās, pateicoties tās augstajai uzticamībai,{0}}reāllaika veiktspējai un elastībai. Tehnoloģijai attīstoties, CAN kopne turpina attīstīties,-piemēram, BOSCH izdotais CAN FD (elastīgā datu- ātruma) standarts vēl vairāk uzlabo datu pārraides ātrumu, lai apmierinātu to lietojumprogrammu prasības, kurām nepieciešams lielāks joslas platums.