Controller Area Network (CAN)
Controller Area Network (CAN) to magistrala komunikacyjna, która powstała w latach 80. XX wieku w firmie Robert Bosch GmbH, pierwotnie zaprojektowana dla przemysłu samochodowego, w tym systemów ABS i sterowania silnikiem. Obecnie jest również stosowana w budownictwie i w przemysłowych magistralach polowych, takich jak CANopen i DeviceNet.
Etymologia
Nazwa „Controller Area Network” została zaproponowana przez profesora Wolfharda Lawrenza z Uniwersytetu Nauk Stosowanych w Braunschweig-Wolfenbüttel w Niemczech.
Działanie
Magistrala CAN operuje na dwuprzewodowej skrętce z maksymalną prędkością transmisji wynoszącą 1 Mb/s na dystansie do 40 m. W miarę wydłużania się dystansu prędkość transmisji maleje, osiągając 250 kbit/s na 250 m.
Budowa
CAN jest magistralą typu multi-master, co oznacza, że nie ma wyodrębnionej jednostki nadrzędnej. Komunikacja ma charakter rozgłoszeniowy, a kluczowe cechy systemu to:
- do 8 bajtów danych w komunikacie
- identyfikatory dla komunikatów
- automatyczna obsługa dostępu do magistrali
- sprzętowa obsługa błędów
Protokoły
W praktyce funkcjonują dwie wersje protokołu CAN: 2.0A (11-bitowy identyfikator) i 2.0B (29-bitowy identyfikator). Wersja 2.0B jest rozszerzeniem 2.0A. Ramka danych CAN składa się z siedmiu pól, w tym pola arbitracji, które w wersji 2.0B ma 32 bity (12 w wersji 2.0A). Priorytet dostępu do magistrali określa identyfikator komunikatu – niższa wartość oznacza wyższy priorytet.
Dostęp do magistrali przyznawany jest metodą dominacji bitowej, co pozwala na rozwiązywanie konfliktów podczas równoczesnego nadawania przez różne stacje.
Inne informacje
CAN charakteryzuje się dużą odpornością na zakłócenia oraz niezawodnością, co osiągnięto dzięki różnicowemu sygnałowi napięciowemu i sprzętowej obsłudze protokołu. Kontrolery CAN są produkowane przez wiele renomowanych firm elektronicznych i są dostępne jako układy peryferyjne oraz wbudowane w mikrokontrolery. W przemyśle samochodowym obok CAN stosuje się także LIN i FlexRay.
