Wykorzystujemy ciasteczka (ang. cookies) w celu gromadzenia informacji związanych z korzystaniem ze strony. Stosowane przez nas pliki typu cookies umożliwiają: utrzymanie sesji Klienta (także po zalogowaniu), dzięki której Klient nie musi na każdej podstronie serwisu ponownie się logować oraz dostosowanie serwisu do potrzeb odwiedzających oraz innych osób korzystających z serwisu; tworzenie statystyk oglądalności podstron serwisu, personalizacji przekazów marketingowych, zapewnienie bezpieczeństwa i niezawodności działania serwisu. Możesz wyłączyć ten mechanizm w dowolnym momencie w ustawieniach przeglądarki. Więcej tutaj. Zamknij

Testy Tech Historia Prawo Felietony Gazeta
Testy Tech Historia Prawo Felietony Cennik SZUKAJ





Technika

Historia sieci CAN



sieć CAN

W 1986 roku firma Bosch przedstawiła system magistrali szeregowej Controller Area Network, znany powszechnie pod skrótem CAN. Był to moment narodzin jednego z najbardziej udanych protokołów sieciowych w historii. Dziś prawie każdy nowy samochód osobowy wyprodukowany w Europie jest wyposażony w co najmniej jedną sieć CAN.

Na początku lat 80. inżynierowie firmy Bosch oceniali istniejące systemy magistrali szeregowych pod kątem ich możliwego zastosowania w samochodach osobowych. Ponieważ żaden z dostępnych protokołów sieciowych nie był w stanie spełnić wymagań inżynierów
Reklama
motoryzacyjnych, w 1983 roku Uwe Kiencke rozpoczął opracowywanie nowego systemu magistrali szeregowej. Priorytet stanowiło dodanie nieznanych wcześniej funkcjonalności, natomiast redukcja wiązek przewodów była tylko efektem ubocznym, a nie głównym celem. Już na wczesnym etapie w projekt zaangażowali się inżynierowie z firmy Mercedes-Benz. Z pomocą przyszedł też Intel mający zostać w przyszłości głównym dostawcą półprzewodników niezbędnych do funkcjonowania nowotworzonego systemu przesyłu danych, któremu profesor Wolfhard Lawrenz z Uniwersytetu Nauk Stosowanych w niemieckim Braunschweig-Wolfenbüttel, uczestniczący w pracach jako konsultant, nadał nazwę „Controller Area Network”, czyli w skrócie CAN.

Oficjalna prezentacja sieci CAN miała miejsce w lutym 1986 roku na kongresie Society of Automotive Engineers w Detroit. Był to protokół sieciowy typu multi-drop, który został oparty na nieniszczącym mechanizmie arbitrażu, bez opóźnień zapewniającym dostęp magistrali do ramki danych o najwyższym priorytecie. Wdrożono również kilka mechanizmów wykrywania błędów. Obejmowały one między innymi automatyczne odłączanie uszkodzonych węzłów magistrali w celu podtrzymania komunikacji pomiędzy pozostałymi węzłami. Przesyłane ramki danych nie były identyfikowane przez adresy węzłów nadajnika ramek lub odbiorników ramek (jak w prawie wszystkich innych systemach magistrali), ale przez ich zawartość. Identyfikator reprezentujący ładunek ramki miał również funkcję określania priorytetu ramki w segmencie sieci.

W połowie 1987 roku Intel dostarczył pierwszy układ kontrolera CAN mający oznaczenie 82526. Wkrótce potem firma Philips Semiconductors wprowadziła
Reklama

własny kontroler o oznaczeniu 82C200. Ci dwaj najwcześniejsi przodkowie kontrolerów CAN byli zupełnie różni pod względem filtrowania akceptacji i obsługi ramek. Z jednej strony koncepcja FullCAN preferowana przez firmę Intel wymagała od podłączonego kontrolera mniejszego obciążenia procesora (jednostki centralnej) niż implementacja BasicCAN wybrana przez firmę Philips Semiconductors. Z drugiej strony urządzenie FullCAN było ograniczone pod względem liczby ramek danych, które można było odebrać. Kontroler BasicCAN wymagał również mniej krzemu. W dzisiejszych sterownikach CAN zaimplementowano połączenie obu koncepcji filtrowania akceptacji i obsługi ramek. To sprawiło, że mylące terminy BasicCAN i FullCAN stały się przestarzałe.

Specyfikacja Bosch CAN (wersja 2.0) została przedłożona do międzynarodowej standaryzacji na początku lat dziewięćdziesiątych. Następstwem tego było opublikowanie w listopadzie 1993 roku normy ISO 11898. Oprócz protokołu CAN, standaryzowała ona także warstwę fizyczną dla bitów o szybkości do 1 Mbit/s. Równolegle, w normie ISO 11519-2 ustandaryzowano niskoenergetyczny, odporny na błędy sposób transmisji danych przez CAN. W 1995 roku norma ISO 11898 została rozszerzona o dodatek opisujący rozszerzony format ramki przy użyciu 29-bitowego identyfikatora CAN. Niestety, wszystkie opublikowane specyfikacje i normalizacje CAN zawierały błędy lub były niekompletne. Aby uniknąć niezgodnych implementacji, firma Bosch upewniła się, czy wszystkie chipy CAN są zgodne z jej własnym modelem referencyjnym. W końcu specyfikacje CAN zostały odpowiednio zmienione i ustandaryzowane. Tym samym norma ISO 11898-1 opisuje „warstwę łącza danych CAN”, ISO 11898-2 standaryzuje warstwę fizyczną CAN „nieodporną na uszkodzenia”, a ISO 11898-3 określa „odporną na uszkodzenia warstwę fizyczną CAN”. Z kolei norma ISO 11992 (interfejs ciężarówki i przyczepy) oraz norma ISO 11783 (maszyny rolnicze i leśne) określają profile zastosowań oparte na podejściu sieciowym SAE J1939. Nie są one kompatybilne, ponieważ specyfikacje warstwy fizycznej są w ich przypadku różne.


Reklama



Reklama




Zgodnie ze swoim przeznaczeniem, w 1991 roku sieć CAN trafiła do samochodów osobowych. Pierwszym wyposażonym w nią modelem był debiutujący wówczas Mercedes klasy S (W140). W początkowej fazie siecią CAN zostały połączone elektroniczne jednostki sterujące (ECU) zajmujące się zarządzaniem pracą silnika. W 1995 roku BMW zastosowało sieć CAN w topologii drzewa z pięcioma ECU w limuzynie serii 7 (E38). Z czasem sieć CAN objęła również jednostki sterujące wyposażeniem z zakresu komfortu. Przy okazji zaczęto stosować dwie fizycznie oddzielne sieci CAN, często połączone bramkami. Wkrótce takie rozwiązanie zaczęło się upowszechniać i trafiać do coraz większej liczby samochodów różnych producentów. Na początku 2011 roku Bosch wraz z General Motors rozpoczął opracowywanie pewnych ulepszeń protokołu CAN dotyczących wyższej przepustowości. Zaawansowane elektroniczne jednostki sterujące pracą silnika potrzebowały bowiem szybszego przesyłania danych, co wymagało jeszcze bardziej wydajnego systemu komunikacji. Zaradził temu protokół CAN FD, oficjalnie zaprezentowany przez Boscha w 2012 roku na 13. międzynarodowej konferencji CAN w zamku Hambach w Niemczech.

Reklama


Nie spoczęto jednak na laurach i pod koniec 2018 roku przystąpiono do opracowywania sieci CAN trzeciej generacji. Projekt ten został zainicjowany na wniosek Volkswagena. W rezultacie prac powstał protokół nazwany CAN XL, którego kluczowymi cechami są: duże pole danych (do 2048 bajtów), informacje dotyczące zarządzania wyższego poziomu oraz poprawiona niezawodność dzięki dwóm polom CRC. We wcześniejszych protokołach, czyli CAN i CAN FD, pole CAN-ID (11-bitowe lub 29-bitowe) było używane zarówno do arbitrażu, jak i do celów adresowania. W przypadku protokołu CAN XL doszło natomiast do rozdzielenia na funkcje priorytetowe (11-bitowe ID) i adresowanie (32-bitowe pole akceptacji).

Magistrala szeregowa CAN to jeden z wielu wynalazków firmy Bosch, który bez wątpienia zrewolucjonizował motoryzację. Trudno sobie wyobrazić, jak bez tego rozwiązania funkcjonowałyby dzisiejsze, naszpikowane elektroniką samochody.

sieć CAN






Podziel się:
Reklama
Luty 2022

Zdjęcie: Bosch



POBIERZ NUMER




Warte uwagi