1. CAN-väylän arkkitehtuuri:
- CAN-väylä on toteutettu käyttämällä kierrettyä johtoparia, joita kutsutaan CAN High (CAN-H) ja CAN Low (CAN-L). Nämä johdot muodostavat fyysisen viestintäkanavan, jonka kautta viestit lähetetään.
- CAN-H-johto kuljettaa differentiaalisignaalia, joka vastaa loogista "1", kun taas CAN-L kuljettaa loogista "0".
- Kaikki CAN-väylään kytketyt ECU:t ovat verkon solmuja, joilla jokaisella on yksilöllinen tunniste nimeltä Node ID.
2. Viestin muoto:
- CAN-viestit koostuvat sarjasta bittejä, jotka noudattavat tiettyä muotoa. Jokainen viesti sisältää seuraavat tiedot:
- Kehyksen alku (SOF):Ilmaisee viestin alun.
- Tunniste (ID):Tunnistaa viestin tyypin ja prioriteetin.
- Data Length Code (DLC):Määrittää viestin datatavujen määrän.
- Tietokenttä:Sisältää ECU:n lähettämät todelliset tiedot.
- Cyclic Redundancy Check (CRC):Varmistaa viestin eheyden havaitsemalla virheet lähetyksen aikana.
- End of frame (EOF):Ilmaisee viestin loppua.
3. Viestien lähetys ja vastaanotto:
- Kun ECU:lla on lähetettävää dataa, se lähettää viestin CAN-väylällä. Viesti lähetetään differentiaalisesti kiinteällä bittinopeudella, tyypillisesti 1 Mbps tai suurempi.
- Kaikki CAN-verkkoon kytketyt ECU:t vastaanottavat lähetetyn viestin. Jokainen ECU arvioi sitten viestin tunnuksen määrittääkseen, onko se olennainen sen toiminnon kannalta vai ei.
- Jos ECU:n solmutunnus vastaa viestitunnusta tai on lähetetyn datan vastaanottaja, se käsittelee ja käyttää vastaanotettuja tietoja vastaavasti.
4. Törmäyksen välttäminen:
- CAN-väylä käyttää Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA) -mekanismia estämään viestien törmäykset. Tämä tarkoittaa, että ECU, joka yrittää lähettää viestin, tarkistaa ensin, onko CAN-väylä varattu (sillä on korkea taso CAN-H:ssa). Jos se on varattu, ECU odottaa hetken ennen kuin yrittää uudelleen.
- Tämä törmäyksenestomekanismi varmistaa, että vain yksi ECU lähettää kerrallaan, mikä säilyttää verkon tietoliikenteen eheyden.
5. Virheiden käsittely:
- CAN sisältää myös mekanismeja virheiden havaitsemiseen ja käsittelyyn. Jokainen viesti sisältää tarkistussumman virheentarkistusta varten, ja differentiaalisignalointi auttaa havaitsemaan siirtovirheet.
- Jos ECU havaitsee virheen, se voi lähettää virheilmoituksen tai ryhtyä korjaaviin toimenpiteisiin, kuten pyytää sanomaa uudelleen tai nollata verkon.
6. Edut:
- CAN-väylällä on useita etuja perinteisiin johdotusjärjestelmiin verrattuna, kuten:
- Vähentynyt johdotuksen monimutkaisuus:Se eliminoi laajojen point-to-point johdotuksen tarpeen ECU:iden välillä.
- Parempi luotettavuus:differentiaalisignalointi ja virheenkäsittelyominaisuudet varmistavat luotettavan tiedonsiirron.
- Joustavuus:Uusien ECU:iden tai antureiden lisääminen verkkoon on suhteellisen helppoa CAN-väylän avulla.
- Kustannustehokkuus:CAN-väylän johdotus voi vähentää kokonaistuotantokustannuksia perinteisiin johdotusmenetelmiin verrattuna.
Hyödyntämällä CAN-väylän johdotuksia nykyaikaiset ajoneuvot saavuttavat tehokkaan tiedonsiirron eri ECU:iden välillä, mikä mahdollistaa edistykselliset auton sisäiset ominaisuudet, paremmat turvallisuusjärjestelmät ja ajoneuvon yleisen suorituskyvyn.