Начало | За нас | обратна връзка
CAN (Controller Area Network - "зоната, обхваната от мрежовия контролер") - набор от стандарти за изграждане на разпределени корпоративни мрежи, която използва серийните данни в реално време, с много висока степен на надеждност и сигурност.
Централно място в протокола за CAN обхваща връзка слой на модела OSI. Първоначално, тя може да е разработена за автомобилната индустрия, но сега е бързо да бъдат въведени в областта на индустриалната автоматизация. Той е добре проектирана, модерна и перспективна мрежов протокол. Началото на CAN бе инициирана от Bosch през 1983 г., първите CANkontrollerov чиповете са били освободени от Intel и Philipsv 1987 г., в момента контролери и приемо CANvypuskayutsya много компании, включително Analog Devices, Inc. Atmel Corp. В ролите, Далас Semiconductor, Freescale, Infineon, Inicore Inc. Intel, Linear Technology, Maxim интегрирани продукти, Melexis, Microchip, National Semiconductor, NXP, OKI, Renesas Technology Corp. STMicroelectronics, Yamar електроника, Texas Instruments.
През последните няколко години България има интерес да може да се увеличи значително, но контролер за CAN хардуер в България е изключително малка, в десетки или стотици пъти по-малки от тези за Modbus или Profibus. Сред приложение слой протокол за CAN-най-разпространени в България получи CANopen и DeviceNet.
В момента поддържа CAN стандарти 11 ISO.
CAN характеризира със следните основни свойства:
о всяко съобщение (не на устройството) определя за свой приоритет;
о гарантирана стойност на паузата между две замяна от тях;
о гъвкавост конфигурация и системни подобрения;
о Broadcast приемане на съобщения чрез синхронизация на времето;
о последователността на данните на ниво на цялата система;
о допустимостта на някои от водещите устройства в мрежата ( "mnogomasternaya Network");
о възможността за откриване на грешки и предупреждава за присъствието им;
Автоматична съобщения повторение доставени по погрешка, веднага след като мрежата ще бъде свободен;
Автоматична разлика между грешки и неуспехи с автоматично изключване на неуспешни модули.
Недостатъкът е относително високата цена на Can-устройства, липсата на обща приложния слой протокол, както и прекомерната сложността и объркването на протоколи компютърната система и приложния слой, съдържащ се в организацията на стандарти могат в Automation (CIA).
Таблица. 2.7. CAN в зависимост от модела OSI
Осигуряване на надеждно предаване на данни на ниво байт (кодиране, контролна, времедиаграми, часовник). Изисквания за предаване на линия
Забележка. MAC - Medium Access Control - "контрол на достъпа до канала"; LLC - Logical Link Control - ". Контрол на логически връзки"
Електрически връзки към мрежата с CAN
усукана двойка кабел в CAN мрежа трябва да има една обща (трета) се извършва; в двата края на усукана двойка трябва да се прекратяване резистори, чието съпротивление е равна на характерните импеданс на кабела. Дължината на кабела е максималната
На 1 км. За да се увеличи дължината, броя на възли или галванична изолация може да се използва интерфейс ретранслатори, мрежови мостове и шлюзове.
Усукана двойка може да бъде на екран или не, в зависимост от електромагнитна среда. Мрежовата топология трябва да е автобус, максималната продължителност на отстраняването от гумата, когато скоростта на предаване на 1 Mbit / сек не трябва да превишава 30 см.
Дължината на отнемане може да бъде изчислена по формулата
където - продължителността на водещи предната част на предавателя.
Основни изисквания към линията за предаване и неговите характеристики са подобни на RS-485, но има и предаватели МОЖЕ пулс режим на управление да се покачва. Контрол се извършва чрез събиране на портата капацитет на изходните транзистори на източниците на ток, сегашната стойност се задава от външен резистор. Увеличаване на времето на нарастване намалява изискванията за координация линия при ниски честоти, увеличаване на дължината на чешмата и да се намали излъчване на електромагнитни смущения.
Заключения "земя" на всички мрежови предаватели трябва да бъдат свързани (ако интерфейса не е галванично изолиран). Така потенциалната разлика между заземяващия извод не трябва да превишава 2 В. Изолиране препоръчва, когато дължината на линия повече от 200 m, но не е изискване на стандарта.
Устройство за електрическа връзка със стандарта CAN интерфейс предоставя две възможности. Първата възможност се състои в използването на Т-образни муфи, които се състоят от три съединителя 9-пинов D-Sub, разположени в една кутия, със същото име контакти са свързани помежду си. Сплитери имат единия край с игла и две - с гнезда.
Вторият вариант изисква всяка CAN-единица два съединителя. За да се даде възможност на устройството да мрежовият кабел се реже в краищата си и монтира чифтосване конектор. Апаратурата, включени буквално счупи преносната линия. Такъв подход позволява да се увеличи броят на устройствата и за промяна на топологията на мрежата, чрез добавяне на нови устройства прекъсване на проводниците и кабел с конектори в краищата. Един от най-конекторите трябва да е с колчета, а вторият - с прорезите. Свързани устройства към автобуса не е разрешено без конектори. Ограничаващ резистор трябва да бъде поставен в съединителя, който се свързва с края на кабела. За да прикачите модулите на CAN-шината трябва да се използва 9-пинов D-Sub тип. Конекторът за модул се инсталира с карета в свързващия кабел - с щифтове. конектор Pinout е показано в таблица. 2.8.
Използването на конектори с колчета или гнезда, определени от следното правило: "горещите" Силата на модулите за подмяна трябва да останат само на конекторите със слотове; Това предотвратява случайно късо съединение.
Имайте предвид, че въз основа на стандарта CAN CANopen осигурява много по-голямо разнообразие от варианти на конектори, включително лентов кабел, RJ-10, RJ-45, сплит спираловидна тръба и около десет специални проектни варианти. Оставя се да се използват и други конектори.
Таблица. 2.8. Pinout D-Sub конектор за CAN
Външно захранване (не е задължително за доставка с галванична изолация предаватели)
Забележка. Всеки модул контакти 3 и 6 трябва да бъдат свързани.
Стандартът установява следната курса:
1 Mbit / сек, 800 Kbit / сек, 500 Kbit / s, 250 Kbit / и, 125 Kbit / сек, 50 Kbit / сек, 20 Kbit / сек. CAN-модули не могат да поддържат всички скорост, но е желателно, че техният брой е най-голям.
Фиг. 2.20. Блоковата схема на радиостанцията CAN
При прилагане на логическо ниво нула на входа (вход е обръщане) двете транзистори на етапа на предавател изход се отварят и товара (двата резистора 120 ома) настоящите потоци, създаващи линия състояние, съответстващо на един логика. Потенциалът на изхода винаги ще бъде по-висока от изхода (фиг. 2.21). Стойностите на възможностите, предоставени от стандарта, са дадени в таблица. 2.9. Когато логика един на входа на предавателя превключва изхода му в състояние на висок импеданс и диференциалната напрежението на линията е равна на нула.
МОЖЕ трансмитерът е много важно свойство: ако един от предавателите в мрежата установява логическа нула, а второто - съвсем естествено, това условие не е спешен. както в мрежата на базата на интерфейс RS-485, като през текущата не се случи. В случай на CAN линия остава на логика един. С други думи, логически блок винаги доминира в логическа нула. Ето защо, в стандарта CAN се използва терминът "доминиращата държава" (доминиращ) състояние на линията за да покаже състоянието на текущата линия, а терминът "рецесивен държавата", за разлика от доминиращ.
Тя може имот позволява достъп до линията чрез сравняване изпратено в съответствие с нивата на логиката на нивото, което всъщност е инсталиран в него: ако предавателят изпраща рецесивно състояние в линията, и по този начин тя остава доминиращ, а след това линията е заета. Достъп получава мрежа възел, който може да му осигури доминираща сигнал. Възли с рецесивен ниво напускане на линия и в очакване на следващото събитие. Този метод за достъп е валидно и при използване на Fibre Channel или безжична мрежа - в тези случаи, наличието на светлина или електромагнитни вълни винаги ще доминира тяхно отсъствие.
Изходна ви позволява да настроите прага на напрежение за входовете и нивото на общ режим напрежение в линията, когато тя е в рецесивен държавата. Обикновено = 2.5 V. За настройка на общото ниво напрежение режим на линията, терминал резистентност е разделена на две 60 ома ги свързват в серии и свързан към изхода на точката на свързване. Когато формата на импулса и симетрични по отношение на рецесивен състояние намалена излъчената ниво на шума, защото сегашното увеличение във всяка една от усукана двойка проводници при превключване на логическите нива са равни по сила, но с обратен знак и следователно се изключват взаимно.
Изход има няколко цели. Ако се установи, логика една държава, радиостанцията преминава в режим на сън, в който той консумира много нисък ток от електрическата мрежа, както и на изхода се задава висок импеданс (рецесивен) състояние. "Събудете" може да е сигнал за приемника на предаване линия. Свързването на този щифт на "земята" да преодолее съпротивата ви позволява да настроите желаната дължина на фронтовете на импулсите на трансмитера. Някои предаватели са два режима: режим на готовност и зимен сън, които се различават по степента на консумация на ток и процесът на транслация в активен режим. режим на ниска консумация е осигурен стандарт за икономия на зареждане на батерията в паркирана кола.
Фиг. 2.21. Обяснение на термините рецесивен и доминантен държавни
Ако сигналът е доминиращ за прекалено дълго (повече от 1 милисекунда), изчакване импулсен генератор (фиг. 2.20 правоъгълник означава пулс) временно забранява предавателя, защото в противен случай модулът може да бъде постоянно блокиран с помощта на слой на връзката като неуспешно.
Standard е възможно да се свърже с CAN мрежа на произволен брой устройства, но на практика тя е ограничена до текущата товароподемност предаватели (100 200) или забавяне в усилвателя.
Може да-предавател има часовник генератор с честота 16 MHz ± 0,1%. Ширината на един бит мека стойност е от 8 до 25 тактови импулси, обикновено 8 импулси при скорост от 1 Mbit / сек и 16 импулса при 20 Kbit / сек. Синхронизация на всички възли в мрежата се появява по време на първия цикъл на синхронизация. Процедура за обработка на бита в приемника предоставя програмируеми забавяне тактови импулси, необходими за да се компенсира закъснението на сигнала в комуникационна линия и преминаването фаза поради тактова честота дрейф.
Има два вида на синхронизация: стегнат синхронизация с помощта на стартов бит в началото на съобщението и ресинхронизираща по време на предаването. С ресинхронизираща да настроите интервал от време между началото на синхронизация на точката, в която нивото на логиката се измерва чрез получи импулс за данни. Интервал корекция може да бъде променено, за да 1. 4 цикъла.
За да се определи логика състоянието на получените нива на сигнала, измерена от гумата в региона на 6 часа цикъла от водещ ръб на импулса (малко) в размер на 1 Mbit / сек и на разстояние от 14 цикъла при скорост от 20 Kbit / сек. Броят на пробите може да бъде 1 или 3 (в зависимост от софтуер). CAN използва синхронни предаване на битове. Това увеличава капацитета на комуникационния канал, но изисква сложен процес синхронизация.
Таблица. 2.9. Стойностите на потенциала на връзката CAN
Напрежението в устройствата CAN мрежата мощност трябва да бъде от 18 до 30 V. Изходното напрежение в девети конектора за контакт (външна положително захранващо напрежение) трябва да бъде от 7 V до 13 V при консумация на ток не повече модули
100 mA. Не е позволено да модули са източници на енергия.
CAN използва NRZ кодиране (Non Върни до нула - "не-връщане към нула", "потенциал за кодиране"), в която логично нула съответства на ниско нивото на напрежение в редица (рецесивен състояние), за логическа единица - високо ниво (доминиращ състояние). Такъв метод има следния недостатък: в случай, когато предаването линия се предава чрез байт, който съдържа всички такива (пауза между тях, когато NRZ кодиране не присъства), приемникът не може да различи този байт от пауза. За да разрешите този проблем, така наречената битова-плънка. Тя се състои в това, че след всяка поредица от 5 последователни еднакви символи добавя срещу тях символ. Например, след 5 последователни единици добавят логическа нула. Приемник да намерите 5 еднакви символа в един ред, изтрива следващия знак за тях, което е малко плънка.
Други свойства на Can-приемо-предаватели, които са предвидени в стандарта са:
о Защита от тел интерфейс късо съединение един с друг, към електрическата мрежа или на земята. От тези изисквания, ще бъдат автоматично защитени от промени в приемника и полярността на предавателя връзка с прекъсвания на редовете и кабела за данни;
о защита ESD;
о отслабване линия в сигнала фаза;
о прегряване изходни защита етапа.
В съответствие с [CAN] CAN канал слой се състои от два подслоя: LLC и MAC.
Свързани статии