CAN Control Area Network

Breve histórico Proposta inicial pela Robert Bosch em 1986 como rede automotiva Primeiro chip comercial feito pela Intel em 1987 Normatizado ISO11898 : full CAN ISO11519 : basic CAN

Caraterísticas básicas Topologia em barramento Meio físico: par trançado Aplicação típica: 40m a 1Mb/s, podendo chegar a 1km a velocidades menores Velocidade de transferência tipica de 40kbytes/s Máxima latência de 120us a 1Mb/s para mensagem de alta prioridade Controle de acesso ao meio por CSMA/CA+AMP (Carrier Sense Multiple Access/Colision Avoidance+Arbitration on Message Priority) Multi-master Limite teóricode 2032; normalmente usa-se menos de 64.

Sinalização ISO 11898 ISO 11519 Signal recessive state dominant state   recessive state dominant state unit min nominal max CAN-High 2.0 2.5 3.0 2.75 3.5 4.5 Volt CAN-Low 0.5 1.5 2.25 ISO 11519 Signal   recessive state dominant state unit min nominal max CAN-High 1.6 1.75 1.9 3.85 4.0 5.0 Volt CAN-Low 3.1 3.25 3.4 1.0 1.15

Velocidade x Distância Bus length (metres) Maximum bit rate (bit/s) 40 1 Mbit/s 100 500 kbit/s 200 250 kpit/s 500 125 kbit/s 6 km 10 kbit/s

Normas ISO ISO11519, também conhecido como CAN2.0A ou ainda Basic (ou Standard) CAN, com identificadores de mensagem de 11bits, originalmente especificicado para operação até 250Kbit/s. ISO11898, também conhecido como 2.0B ou ainda Full CAN ou Extended Frame CAN com identificadores de mensagem de 29 bit podendo atingir 1Mbit/sec.

Topologia

Mensagem SOF: Start of Frame MID : Message Identifier (11 ou 29 bits) RTR : Remote Transmission Request (a seguir) Control: comprimento do campo de dados 4 bits) DATA (até 8 bytes) CRC ACK : Ack pelo receptor EOF : End of Frame NOTA: Não é transmitido o endereço da estação, mas o MID que identifica a prioridade da mensagem!

CSMA/CA Em caso de colisão, “ganha” acesso ao meio a mensagem mais prioritária (com maior número de zeros no MID)

Remote Frames Quando RTR = 0, tem-se a transmissão do Master, sem solicitação de retorno de resposta ou a resposta a um request Quando RTR = 1, tem-se a solicitação de resposta pelo Master; alguma estação deve responder (com RTR=0)

Deteção de Erro Stuffing error: o nó transmissor insere um bit H depois de 5 bits L consecutivos (ou um bit L a cada 5 bits H consecutivos). O nó receptor pode detectar a violação e setar o flat de erro de “stuffing”. Bit error: o nó transmissor sempre lê o que está transmitindo. Checksum error: usa CRC16 Frame error: A mensagem contém determinados bits que devem sempre aparecer em determinadas posições Acknowledgement Error: quando o transmissor determina que a mensagem não foi ACKed

Variantes TJA 1054 é um protocolo de baixa potência e baixa velocidade, usando os transceivers PCA82C252, TJA1053 or TJA1054. AU5790 também chamado de "Single Wire CAN" é um protocolo de baixa potência, baixa velocidade usando o transceiver AU5790.  DeviceNet – Voltada a controle de processos industriais, é derivado do Full Can. DeviceNet usa CAN como nível físico, como restrições, e define os protocolos de nível superior. DeviceNet será discutida mais adiante.  CANopen: também voltado a aplicações de controle indsutrial, é baseada na Full CAN - ISO 11898-2 5v bus. Limita o número de estações a 127 e aloca IDs a cada uma. Define “profiles” para cada tipo de dispositivo.

Mais variantes ... TTCAN - Time Triggered CAN  - O Time-Triggered Protocol tem nós reportando em janelas de tempo pré-definidas, que são planejadas e sincronizadas. J1939: Família de protocolos para aplicações industriais específicas, como agricultura, naval, caminhões e ônibus, também baseada no Full CAN.

CAN Controller Intel 8257

Transceiver Phillips PCA82C251

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