Схема обычной передачи данных

к обмену данными между электронными бло­ ками управления постоянно повышаются.

Последовательная передача данных (CAN)

Проблемы, связанные с передачей дан­ ных через обычные интерфейсы могут быть решены путем использования шин передачи данных. Одним таким примером является сетевой контроллер CAN, система шин пере­ дачи данных, разработанная для примене­ ния в автомобильном транспорте. Указан­ ные выше сигналы могут быть переданы через систему CAN при условии, что электронные блоки управления имеют последовательный CAN-интерфейс.

Имеются три главные области для приме­ нения системы CAN в автомобиле:

- сеть электронных блоков управления;

- бортовые электронные системы;

- мобильная связь.

Представленное ниже описание касается только сети электронных блоков управления.

Сеть электронных блоков управления

Системы электронного управления, такие как управление двигателем, антиблокиро-вочная система тормозов (ABS), противо-буксовочная электронная система (TCS), электронное управление коробкой передач, система курсовой устойчивости (ESP) и дру­ гие взаимодействуют друг с другом в сети. Электронные блоки управления имеют рав­ ный приоритет и соединены между собой линейной системой шин передачи данных (рис. 41). Одним из преимуществ такой структуры является то, что в случае отказа одной системы (абонентская система) все

Рис. 41

Схема топологии линейной шины

остальные продолжают работать, имея пол­ ный доступ в сети. Возможность тотальной неисправности становится значительно меньшей, чем при других системах с логи­ ческими схемами, таких как системы с об­ ратной связью или иерархических системах, в которых неисправность одного блока или центрального электронного блока управле­ ния приводит к полному отказу всей системы.

Типичный объем передачи данных систе­ мой CAN составляет величины в пределах от 125 кбит/с до 1 Мбит/с (например, объем передачи данных между электронными бло­ ками управления двигателя и роторного ТНВД распределительного типа (с радиально расположенными плунжерами) составляет 500 кбит/с). Объем передачи данных дол­ жен быть достаточно большим, чтобы гаран­ тировать требуемое быстродействие систем.

Ассоциативная адресация данных

В отличие от адресации индивидуальных блоков, схема адресации при использова­ нии системы CAN присваивает каждому “со­ общению” метку (знак). Каждое сообщение, таким образом, имеет собственный 11-бит­ ный или 29-битный идентификатор, который идентифицирует содержание сообщения (например, частоту вращения двигателя).

Блоки системы обрабатывают только те сообщения, чьи идентификаторы хранятся в “приемочном листе” (фильтрация сообще­ ний), все остальные сообщения просто игно­ рируются. Схема адресации и фильтрации сообщений показана на рис. 42.

Адресация информации означает, что сигнал может быть послан в ряд блоков, или

Рис. 42

Схема адресации и фильтрации сообщений

подсистем. От датчика только требуется, чтобы он послал свой сигнал прямо или через электронный блок управления в сеть шины передачи данных, где он соответствующим образом распределяется. Кроме того, пос­ кольку в этой системе достаточно просто добавить блоки, то в ней может быть задей­ ствовано множество вариантов оборудо­ вания.

Назначение приоритетов

Посылаются идентификационные метки содержания данных и приоритетное сооб­ щение. При этом сигнал, который изменяется быстро, например, сигнал частоты враще­ ния двигателя, должен быть передан немед­ ленно и, следовательно, получает больший приоритет, чем сигнал, который изменяется относительно медленно, например, темпе­ ратура двигателя.

Шина арбитража

Как только шина передачи данных сво­ бодна, блок каждой системы может начать передачу самых приоритетных сообщений. Если передачу данных начинают несколько блоков одновременно, то первый доступ дается сообщению высшего приоритета, без какой-либо формы задержки и потерь бит данных. Системы с меньшим приорите­ том сообщений автоматически переключа­ ются на прием и повторяют попытки пере­ дачи, как только шина передачи данных ока­ зывается свободной.

Формат сообщений

Информационный кадр максимальной длиной 130 бит (стандартный формат), или 150 бит (расширенный формат) генерируется

Рис. 43

Формат сообщения

для передачи в шину. Это позволяет свести к минимуму время ожидания следующей - воз­ можно, исключительно срочной - передачи данных. Информационный кадр, состоящий из семи последовательных областей, показан на рис. 43.

Ниже следует описание полей формата послания (информационного кадра):

- “Начало кадра” определяет начало переда­ чи данных и синхронизирует все системы;

- “Поле арбитража” объединяет идентифи­ катор сообщения и дополнительный управ­ ляющий бит. Во время передачи этого поля передающее устройство сопровождает передачу каждого бита для проверки того, что в данный момент не происходит пере­ дачи другими блоками сообщения более высокого приоритета. Управляющий бит решает, как классифицировать данное сообщение - как “информационный кадр данных” или как “отдаленный сигнал” .

- “Поле управления” содержит в себе код, указывающий на количество битов в кадре данных. Это позволяет приемнику сигнала определить, что все биты информации были получены.

- “Поле данных” имеет информационное содержание между 0 и 8-ю битами. Сооб­ щение длиной данных “0” может быть использовано для синхронизации распре­ деленных процессов.

- “Поле CRC” (Cyclic Redundancy Check - циклическая проверка избыточности) содержит в себе контрольное слово для определения возможных помех при пере­ даче данных.

- “Область подтверждения приема” содер-жит в себе сигнал подтверждения приема, при котором все приемные устройства показывают прием неповрежденных сиг­ налов, независимо от того, были они обработаны или нет.

- “Конец кадра” указывает на окончание приема сообщения.