1. Architettura del bus CAN:
- Il bus CAN è implementato utilizzando una coppia di cavi intrecciati chiamati CAN High (CAN-H) e CAN Low (CAN-L). Questi fili costituiscono il canale di comunicazione fisico attraverso il quale vengono trasmessi i messaggi.
- Il filo CAN-H trasporta il segnale differenziale corrispondente ad un "1" logico, mentre il CAN-L trasporta uno "0" logico.
- Tutte le ECU collegate al bus CAN sono nodi della rete, ciascuna con un identificatore univoco chiamato Node ID.
2. Formato del messaggio:
- I messaggi CAN sono costituiti da una serie di bit che seguono un formato specifico. Ogni messaggio include le seguenti informazioni:
- Inizio frame (SOF):Indica l'inizio di un messaggio.
- Identificatore (ID):Identifica il tipo e la priorità del messaggio.
- Codice lunghezza dati (DLC):specifica il numero di byte di dati nel messaggio.
- Campo dati:contiene i dati effettivi trasmessi dall'ECU.
- Controllo di ridondanza ciclico (CRC):garantisce l'integrità del messaggio rilevando errori durante la trasmissione.
- Fine del frame (EOF):indica la fine di un messaggio.
3. Trasmissione e ricezione di messaggi:
- Quando una ECU ha dei dati da trasmettere, trasmette il messaggio sul bus CAN. Il messaggio viene trasmesso in modo differenziale con una velocità in bit fissa, in genere 1 Mbps o superiore.
- Tutte le centraline collegate alla rete CAN ricevono il messaggio trasmesso. Ciascuna ECU valuta quindi l'ID del messaggio per determinare se è rilevante per la sua funzione o meno.
- Se l'ID del nodo di una ECU corrisponde all'ID del messaggio o è un destinatario dei dati trasmessi, elabora e utilizza le informazioni ricevute di conseguenza.
4. Prevenzione delle collisioni:
- Il bus CAN utilizza un meccanismo di accesso multiplo con rilevamento della portante con prevenzione delle collisioni (CSMA/CA) per prevenire collisioni dei messaggi. Ciò significa che una ECU che tenta di trasmettere un messaggio controlla prima se il bus CAN è occupato (ha un livello alto su CAN-H). Se è occupato, l'ECU attende un breve periodo prima di riprovare.
- Questo meccanismo di prevenzione delle collisioni garantisce che solo una ECU alla volta trasmetta, mantenendo l'integrità della comunicazione dei dati sulla rete.
5. Gestione degli errori:
- CAN comprende anche meccanismi per il rilevamento e la gestione degli errori. Ogni messaggio include un checksum per il controllo degli errori e la segnalazione differenziale aiuta a rilevare gli errori di trasmissione.
- Se una ECU rileva un errore, può inviare un messaggio di errore o adottare misure correttive, come richiedere nuovamente il messaggio o ripristinare la rete.
6. Vantaggi:
- Il CAN bus offre numerosi vantaggi rispetto ai sistemi di cablaggio tradizionali, quali:
- Ridotta complessità del cablaggio:elimina la necessità di un ampio cablaggio punto a punto tra le ECU.
- Affidabilità migliorata:le funzionalità di segnalazione differenziale e di gestione degli errori garantiscono una trasmissione affidabile dei dati.
- Flessibilità:aggiungere nuove ECU o sensori alla rete è relativamente semplice con il bus CAN.
- Efficacia in termini di costi:il cablaggio del bus CAN può ridurre i costi di produzione complessivi rispetto ai metodi di cablaggio tradizionali.
Utilizzando il cablaggio CAN bus, i veicoli moderni raggiungono una comunicazione efficiente tra varie ECU, consentendo sofisticate funzionalità di bordo, sistemi di sicurezza migliorati e prestazioni complessive del veicolo migliorate.