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CAN - BUS
12.06.2008 Arnd Bensch, Bastian Böhme 1
Inhaltsverzeichnis
• Überblick CAN
• Übersicht Bussysteme
• ISO / OSI Schichtenmodell
• Physical Layer (Hardwareschicht)
• Data Layer (Softwareschicht)
• Application Layer (Anwendungsschicht)
• Anwendungsgebiete
• Literaturverzeichnis
CAN - BUS
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Überblick CAN-BUS
• CAN = Controller Area Network
• nicht deterministisch
• Vorgestellt von Bosch/Intel im Jahr 1986
• Entwickelt für Vernetzung von Steuergeräten
• Weltweit verwenden alle Automobilhersteller den CAN als Standard
• Neufahrzeuge haben ab 2008 den CAN-BUS als einzige zugelassene OBD-Schnittstelle (On-Board-Diagnostic)
CAN - BUS
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Übersicht Bussysteme
LIN SAE J1850
CAN - B
CAN - C TTCAN
FlexRay
Bluetooth
MOST
IDB 1394
2 * 10000
Klasse A Klasse B Klasse C Sicherheit Multimedia
Brutto-
Datenrate
[kBits / s]
SAE-Klassen
20
125
1000732
24800
CAN - BUS
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DachTürTür
SitzSitz
Klima Computer
CAN - B
Komfort
ABS GetriebeMotor
CAN - C
Antrieb /
Fahrwerk
Kombi
FlexRay
ECU I ECU IIX-by-Wire
Navi
TelefonCD-
Player
TV-
Tuner
MOST Multimedia
Sensor Sensor Aktor
LIN
Sensor / Aktoren
Gateway
Bussysteme im Auto
CAN - BUS
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ISO / OSI Schichtenmodell
Darstellung
Kommunikation
Transport
Vermittlung
Sicherung
Bitübertragung
Anwendung
Darstellung
Kommunikation
Transport
Vermittlung
Sicherung
Bitübertragung
Anwendung
Vermittlung
Sicherung
Bitübertragung
Vermittlung
Sicherung
Bitübertragung
7
6
5
4
3
2
1
Layer
Endsystem EndsystemTransitsysteme
CAN - BUS
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• Part 1: Physical Layer (High / Low Speed CAN)
• Part 2: Data Link Layer (Bosch spez. CAN 2.0A und 2.0B)
• Part 7: Application Layer
CAN Layer nach ISO 11898
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Highspeed-CAN
• 2-Draht System
• Abschlusswiderstände (120 Ohm)
• Masseleitung wird bei langen Leitungen mitgeführt
• Stichleitung max. als 30cm
• Unterschiedliche Pegel: CAN_H: dominant 3,5V
CAN_L: dominant 1,5V
rezessiv 2,5V
Can_H mit 3,5 V
Can_L mit 1,5 V
CAN Physical Layer (2-Draht)
dom.rez. rez.
2,5V 2,5V
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Verdrahtung CAN-B / C
ECU II
Transceiver
ECU III
Transceiver
ECU I
Transceiver
ECU IV
Transceiver
ECU V
Transceiver
CAN_H
CAN_L
120 Ω120 Ω
CAN Physical Layer
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Bitrate Kabellänge
10 kbit/s 6,7 km
20 kbit/s 3,3 km
50 kbit/s 1,3 km
125 kbit/s 530 m
250 kbit/s 270 m
500 kbit/s 130 m
1 Mbit/s 40 m
CAN Physical Layer (2-Draht)
CAN_H
CAN_L
Kabellängen
Kabelaufbau
CAN_H und CAN_L Leitungen verdrillt
skbitBitrate
kmKabellänge /*
50..40=
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Eingeschränkte Fehlertoleranz
Hardware:
Ein Ausfall einer der beiden Leitungen hat zur Folge das der Knoten sich selbst abschaltet
Software:
Bei Erkennung eines Fehlers, wird die Nachricht für ungültig erklärt, der Sender muss diese erneut senden
CAN Physical Layer (HS-CAN)Fehlererkennung 2-Draht
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Lowspeed-CAN
• 1 oder 2-Draht System
• Datenrate ist auf 125 kbit/s begrenzt
• Hardware Fehlererkennung
• hohe Fehlertoleranz
• Unterschiedliche Pegel: CAN_H: dominant 3,6V
CAN_L: dominant 1,4V
CAN_H: rezessiv min. 4,8V
CAN_L: rezessiv max. 0,2V
CAN Physical Layer (2-Draht)
dom.rez. rez.
3,6 V
1,4 V
min 4,8 V
max 0,2 V1
2
3
4
5
Volt
CAN_L
CAN_H
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Hardware:
Funktionsfähig bei…
• Unterbrechung CAN_H oder CAN_L Leitung
• Kurzschluss CAN_H oder CAN_L nach UB
• Kurzschluss CAN_H oder CAN_L nach Masse
• Kurzschluss CAN_H nach CAN_L
Software:• Wird die Nachricht für ungültig erklärt
(der Sender muss diese erneut senden)
CAN Physical Layer (LS - CAN)Fehlererkennung 2-Draht
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• ungeschirmte Eindrahtleitung
• gegen Masse geschaltet
• Datenrate liegt zwischen 33,33 Kbit/s und 83,33 Kbit/s
• Sleep Modus
• max. 32 Steuergeräte
• Pegel zwischen 0V und 4,1V dominant 4,1V
rezessiv 0V
CAN Physical Layer (1-Draht)
dom.rez. rez.
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Eingeschränkte Fehlertoleranz
Hardware:
Bei Ausfall der Leitung hat dies zur Folge das der Knoten sich selbst abschaltet
Software:
Wird die Nachricht für ungültig erklärt (der Sender muss diese erneut senden)
CAN Physical Layer (LS-CAN)Fehlererkennung 1-Draht