Передача данных в сети автомобилей

Сообщение

Схема «монтажное И»/кадр данных

: Схема «монтажное И»/кадр данных; Screenshot_17.jpg (193.53 КБ) 13206 просмотров

Чтобы понять, как осуществляется арбитраж, необходимо знать, что в шине CAN используется так называемая схема «монтажное И». Это означает, что все узлы одновременно отправляют и принимают сигнал. Любой узел, отправляющий сообщение, одновременно проверяет наличие сигнала и сравнивает его с отправляемым сигналом. Как происходит передача сообщения.
Подготовка: контроллер CAN обрабатывает данные, полученные от микропроцессора, и подготавливает их к отправке.
Отправка сообщения: трансивер CAN получает данные от контроллера CAN, преобразует их в электрические сигналы и отправляет их на шину передачи данных.
Получение сообщения: все остальные узлы, подключенные к шине, и сам отправитель получают данные.
Выбор: каждый блок управления проверяет содержимое полученного сообщения и определяет, релевантно оно или нет.
Принятие:
Если сообщение является релевантным для блока управления, оно принимается на обработку.

Бит начала кадра сообщает всем блокам управления о том, что начинается новое сообщение.
Поле арбитража играет важную роль, поскольку эта последовательность битов определяет приоритет сообщения. Подробно процесс арбитража будет рассмотрен далее. Поле запроса передачи (RTR) длиной 1 бит больше не используется. Ранее этот бит использовался для запроса информации от другого ЭБУ. Контрольное поле содержит сведения об общей длине сообщения, поскольку она может быть переменной. Это один из признаков, используемых для проверки правильности приема. Поле данных содержит сведения, которые требуется передать. Длина поля данных может быть разной. Максимальная длина составляет 8 байт = 64 бита. Еще одним средством проверки правильности приема сообщения служит поле циклического избыточного кода. Поле подтверждения является сигналом подтверждения правильности и полноты приема сообщения. Конец кадра указывает на конец сообщения. В настоящее время в основном используются 2 версии высокоскоростной шины CAN, 2.0 A и 2.0 B, различающиеся количеством бит, выделенных для идентификатора: 11 бит в версии 2.0 A и 29 бит в версии 2.0 B.

Сообщение

Арбитраж (разрешение конфликтов) с сфере передачи данных

: Арбитраж (разрешение конфликтов) с сфере передачи данных; Screenshot_18.jpg (107.39 КБ) 13200 просмотров

Процесс арбитража происходит следующим образом. В данном примере два ЭБУ (узла) одновременно начинают передавать сообщение. Узел A отправляет доминантный бит (0) и получает от шины сигнал 0. Аналогичное верно и для узла B. Если оба узла обнаружат на шине то же самое значение, которое они отправили на шину, оба узла продолжат отправку сообщения. Затем оба узла отправляют/получают сигнал 1. Как и ранее, они продолжают отправку. Это будет продолжаться до тех пор, пока оба узла отправляют одинаковое значение. Однако затем узел A отправляет 0, а узел B — 1. Узел A продолжит отправку, поскольку отправляемый и получаемый сигналы совпадают. Однако на узле B возникнет другая ситуация. Этот узел отправил 1, а получает 0. Поскольку 0 имеет более высокий приоритет чем 1, узел B распознает, что на шине имеется более важное сообщение, прекратит передачу и перейдет в режим только приема. Основное преимущество этого метода заключается в том, что «победитель» арбитража просто продолжит отправку своего сообщения без каких-либо задержек. Это называется доступом к информации без ее разрушения (NDA). После такого арбитража передача данных будет продолжаться даже в том случае, если на шине появится сообщение с более высоким приоритетом. Процесс арбитража обеспечивает предсказуемое максимальное время задержки важного сообщения (это время примерно равно времени передачи одного сообщения).

Сообщение

Низкоскоростная шина CAN в автомобиле OPIRUS

: Низкоскоростная шина CAN в автомобиле OPIRUS; Screenshot_19.jpg (205.95 КБ) 13158 просмотров

Существуют различные типы шин CAN, что отражено в их классификации. До этого слайда приводилось описание высокоскоростной шины CAN (версия 2.0 A), которая используется для передачи данных трансмиссии или систем безопасности, таких как система ESP. Другие версии шин CAN выполняют аналогичную функцию и имеют такой же принцип работы. Но есть и некоторые отличия, которые описаны далее. Очевидно, что основное отличие заключается в скорости передачи данных, но также отличаются и используемое напряжение, количество и местоположение резисторов. Низкоскоростная шина CAN используется для не критических по времени систем, например систем обеспечения комфорта. Различные версии низкоскоростной шины определены в стандартах ISO 11519-2 и ISO 11519-3. Например, низкоскоростная шина CAN используется в новом автомобиле Grandeur в системе обеспечения комфорта для обмена данными с интегрированной системой запоминания положения.
Примечание. Кроме этих основных версий шины CAN, существуют и другие версии, например TT CAN (Time Triggered CAN), в которой также используются фиксированные временные кадры.

Сообщение

Шина LIN

: Шина LIN; Screenshot_20.jpg (186.87 КБ) 13157 просмотров

Аббревиатура LIN обозначает Local Interconnect Network (Локальная коммутируемая сеть). К типичным применениям шины LIN относятся законченные узлы, такие как дверной модуль, руль, сиденья, управление климатом и светом, датчик дождя или переключатели. Применение недорогой системы LIN дает возможность использовать в таких узлах электронно-механические компоненты, такие как интеллектуальные датчики, исполнительные механизмы или освещение. Их можно легко подключить к сети автомобиля и использовать для диагностики и обслуживания.

Сообщение

Кадр данных LIN

: Кадр данных LIN; Screenshot_21.jpg (271.9 КБ) 14179 просмотров

Для передачи данных в системе LIN используется однопроводная шина с напряжением 12 В. В этой системе применяется синхронная передача данных. Для синхронизации используется определенная часть сообщения, поле синхронизации. Сеть LIN состоит из одного ведущего и нескольких подчиненных узлов. Это означает, что весь обмен данными проходит через ведущий узел, который обеспечивает управление. Максимальная скорость передачи данных в сети LIN составляет 20 кбит/с. Поле контрольной суммы позволяет следить за отсутствием ошибок при передаче данных. Стандарт LIN включает спецификацию протокола передачи и среды передачи. Стандарт LIN гарантирует возможность взаимодействия сетевых узлов с точки зрения программного и аппаратного обеспечения и электромагнитную совместимость. Первой моделью KIA, в которой была применена шина LIN, стала OPIRUS GH. Шина LIN используется для обмена данными между ЭБУ электрооборудования автомобиля (BCM) и многофункциональным переключателем (см. схему). В такой топологии шина LIN используется в качестве дополнительной шины. Основной шиной передачи данных служит шина CAN.

Сообщение

Коммуникационная система Carnival/Sedona (VQ)

: Коммуникационная система Carnival/Sedona (VQ); Screenshot_22.jpg (140.24 КБ) 14179 просмотров

В этой системе для снижения чувствительности к помехам используется двухпроводная шина типа «витая пара». Скорость передачи данных составляет 62,5 кбит/с. Для передачи данных применяется дифференциальный метод. Логической единице соответствует напряжение 5 В на шине A и 0 В на шине B. Логическому нулю соответствует напряжение 2,5 В на обеих шинах.
Эта система с несколькими ведущими узлами на основе протокола CSMA/CD. При арбитраже не происходит повреждения информации. С целью обеспечения сохранности данных добавлен циклический избыточный код размером 8 бит.

Обмен данными между ЭБУ двери водителя, ЭБУ двери пассажира и ЭБУ приборной панели осуществляется через двухпроводную шину с асинхронной передачей данных.

Примечание. Обмен данными между ЭБУ двери водителя и ЭБУ электростеклоподъемников осуществляется по шине на основе интерфейса UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) с использованием симплексной связи.

Сообщение

Поиск неисправностей

: Поиск неисправностей; Screenshot_23.jpg (188.45 КБ) 14177 просмотров

Поиск неисправностей в системах на основе шин. Несмотря на сложность таких систем поиск неисправностей в них очень похож на поиск неисправностей в традиционных системах. Некоторые системы имеют функцию самодиагностики. Коды неисправностей можно считать с помощью диагностического прибора Hi-scan pro. Для некоторых моделей требуется CAN-адаптер (не требуется для прибора NGS). При наличии неисправности в системе обычно выдается код неисправности. В случае неисправности в высокоскоростной шине CAN код может начинаться с буквы U вместо P, например U 0001: нарушение работоспособности шины CAN. В случае низкоскоростной шины CAN код может начинаться с B. Например, B1605: таймаут шины CAN между BCM и DDM.

Для большинства сетевых систем имеются только общие образцы форм сигналов, но нет образцов для конкретных сообщений. Проверка формы сигнала — это только быстрая проверка состояния шины. В качестве образца можно использовать форму сигнала высокоскоростной шины CAN. Кроме того, можно проверить и измерить сопротивление разъемов и проводов аналогично тому, как это делается в традиционных системах. В высокоскоростной шине CAN необходимо также проверить нагрузочные резисторы. Если они исправны, сопротивление всей системы должно быть равно 60 +/- 5 Ом, а сопротивление одного резистора 120 +/- 10 Ом. Еще один простой способ проверки — проверка входа или выхода других систем, связанных с проверяемой шиной. Иными словами, следует попробовать другой сигнал, передаваемый по проверяемой шине. Например, если электростеклоподъемник на двери пассажира не реагирует на переключатель на стороне водителя, можно проверить возможность управления электроприводом зеркала на двери пассажира. Если он работает, это означает отсутствие неисправности самой шины, так как данные передаются по шине. Если соответствующий сигнал не передается, можно проверить шину с использованием традиционных методов. Проверка сопротивления и напряжения и проверка базовой формы сигнала с помощью осциллографа. Этим методом можно локализовать неисправность, даже не обладая глубокими знаниями о самой шине.

Сообщение

Ремонт жгута проводов шины CAN

: Ремонт жгута проводов шины CAN; Screenshot_24.jpg (140.26 КБ) 14175 просмотров

Ремонт шины CAN. Необходимо строго соблюдать порядок ремонта, описанный в руководстве по ремонту. В частности, при ремонте высокоскоростной системы необходимо быть предельно внимательным во избежание проблем, вызываемых помехами или интерференцией.