Bài Báo Cáo GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG CAN TRÊN Ô TÔ A Giới Thiệu Tổng quan CAN I Giới thiệu CAN ISO 11898 phục vụ việc nối mạng phương tiện giao thông giới để thay cách nối điểm điểm cổ điển A Giới Thiệu Tổng quan CAN I Giới thiệu => tích hợp CAN vào chíp bán dẫn họ, thực tế chứng minh điều => dùng làm hệ thống thông tin nhúng cho vi điều khiển hệ thống thông tin mở cho thiết bị thông minh II Tóm tắt lịch sử CAN 1983: Bắt đầu dự án phát triển mạng xe nội hãng Bosch 1986: Chính thức giới thiệu giao thức CAN 1987: Những chíp điều khiển CAN xuất nhà sản xuất linh kiện bán dẫn Intel Philips 1991: Bosch xuất thông số kỹ thuật CAN 2.0 1992: Thành lập nhóm nhà sử dụng sản xuất CAN quốc tế: Hội CAN tự động hóa (CiA) 1992: Hội CiA xuất giao thức Lớp ứng dụng CAN (CAN Application Layer, CAL) 1992: Những xe Mercedes-Benz trang bị CAN xuất 1993: Xuất tiêu chuẩn ISO 11898 II Tóm tắt lịch sử CAN 1994: CIA tổ chức Hội nghị CAN quốc tế lần thứ (ICC) 1994: Allen-Bradley giới thiệu giao thức DeviceNet 1995: Xuất Tiêu chuẩn ISO 11898 sửa đổi (định dạng khung mở rộng) 1995: CIA xuất giao thức CANopen Tại thời điểm nay, ngành cơng nghiệp tơ cịn chiếm ưu việc bán điều khiển CAN điều khiển chíp đơn tích hợp với điều khiển CAN với tỷ suất 80%, so với 20% cho ứng dụng khác Tỷ lệ 20% tiêu biểu cho ứng dụng khác thị trường ngồi xe tơ Biểu đồ số CAN (triệu) sử dụng theo thời gian III Mạng CAN gì? CAN viết tắt Controller Area Network, tạm dịch "mạng khu vực điều khiển", hay gọi đơn giản Mạng CAN, công nghệ mạng ghép nối tiếp (a serial network technology) khởi nguồn thiết kế dùng cho công nghiệp xe ô tô, đặc biệt loại xe Châu Âu, trở thành bus (kênh) phổ biến tự động hóa cơng nghiệp ứng dụng khác Kênh liệu CAN (CAN bus) khởi đầu dùng cho hệ thống nhúng, tên bao hàm ý công nghệ mạng cung cấp truyền thơng tin nhanh chóng vi điều khiển theo yêu cầu thời gian thực dần thay cho công nghệ sử dụng nhớ cổng đôi (Dual-Ported RAM) đắt đỏ phức tạp nhiều CAN-bus tiêu chuẩn kỹ thuật cho máy tính mơ-đun nói chuyện với thơng qua xe buýt nối tiếp liệu hệ thống dây điện xe Đó tiêu chuẩn tốc độ cao thiết kế cho module điều khiển hệ thống truyền lực, hệ thống phanh chống bó cứng hệ thống kiểm soát ổn định B Cấấu tạo nguyên lý hoạt động I Lớp vật lý   1.1 Cấu tạo đường truyền Tùy theo yêu cầu mà sử dụng loại phương tiện để truyền liệu K line (dây điện thoại thương cáp quang) 2.1 Điều khiển liên kết logic (LLC)  Lớp có nhiệm vụ multiplex giao thức hoạt động lớp liên kết liệu, theo tùy chọn cung cấp chức điều khiển lưu lượng, khôi phục lỗi 2.2 Lớp điều khiển truy cập môi trường liệu (MAC)  Lớp định thời điểm phép truy nhập môi trường truyền dẫn  Có hai dạng điều khiển truy nhập mơi trường liệu: - Điều khiển phân tán - Điều khiển tập trung  Lớp MAC định frame liệu kết thúc đâu frame đâu 2.3 Can FRAME (cấu trúc điện) Có loại frame CAN: Data frame: Dùng nút mạng (node) muốn truyền liệu tới nút khác Remote frame: Dùng để yêu cầu truyền data frame Error frame overload frame: Dùng để xử lý lỗi 2.4 Cơ chế giao tiếp  Đặc trưng Can phương pháp định địa giao tiếp hướng đối tượng  Mỗi thông tin (messages) trao đổi mạng coi đối tượng gắn mã cước (identifier)  Do liên kết ngang hàng mạng (multicast, multi master) nên trạm định xử lý hay không xử lý messages thông qua lọc 2.5 Giải tranh chấp bus  Giao thức CAN cho phép node khác mạng đưa liệu lúc q trình nhanh chóng, ổn định chế arbitration xác định xem node phát – xử lý  Để xử lý real time, liệu phải truyền nhanh Điều ảnh hưởng không đường truyền vật lý lên tới 1Mbs mà đòi hỏi ưu tiên bus trường hợp xảy xung đột, mà nhiều node truyền đồng thời Vd: Các giá trị hay biến đổi nhanh, trạng thái cảm biến, hay phản hồi động cơ, phải truyền liên tục với độ trễ thấp nhất, giá trị khác nhiệt độ động cơ, giá trị thay đổi Trong mạng CAN, phần ID messages tín hiệu gồm 11 bit xác định mức ưu tiên, phần ưu tiên nằm đầu messages Quy trình arbitration bus dựa phân giải bit Cách liệu gửi nhận Nguyên lý hoạt động  Sơ đồ khối nhận tín hiệu  Sơ đồ khối truyền tín hiệu Đây cách liệu xử lý hệ thống CAN-tuân thủ Mỗi mô-đun (node) gắn vào mạng lưới xe bt liệu có khả gửi nhận tín hiệu Mỗi mơ-đun (node) có địa mạng Điều cho phép mơ-đun để nhận đầu vào liệu cần thiết để hoạt động, bỏ qua thông tin dành cho module khác mà chia sẻ mạng Khi mô-đun truyền thông tin qua mạng, thông tin mã hóa tất mơ-đun khác nhận đến từ đâu Dữ liệu gửi loạt bit kỹ thuật số bao gồm "0" "1 của" Nếu bạn nhìn vào liệu phạm vi, bạn thấy mơ hình sóng vuông thay đổi đọc điện áp cao thấp Đọc điện áp thấp thường tương ứng với "0" đọc điện áp cao tương ứng với "1" Các đọc điện áp thực tế khác tùy thuộc vào ứng dụng giao thức nhà sản xuất xe sử dụng, hầu hết hoạt động phạm vi 5-7 volt Điều có nghĩa cho tin nhắn riêng biệt gửi nhận mơ-đun mạng, có chút đầu (được gọi "bắt đầu khung" "bắt đầu thông báo" bit), "định danh" mã (một 11 bit mã cho loại liệu tin nhắn có chứa), mã số ưu tiên ("yêu cầu truyền tải từ xa") nói tầm quan trọng liệu, 0-8 byte (một byte bit) liệu thực tế , số bit xác nhận thông tin (cyclic redundancy check), số kết thúc bit thông báo "cuối khung" bit Thông thường module điều khiển thể mô-đun cụ cụm giao nhiệm vụ quản lý lưu lượng mạng Khi thấy tin nhắn tới xe bt, nhìn vào bit dòng liệu Nếu bit "0", tin nhắn ưu tiên người khác Này gọi "thống trị" tin nhắn Nếu bit "1" cho ưu tiên thấp (một "lặn" tin nhắn) KHẢ NĂNG TỰ CHUẨN ĐOÁN VÀ XỬ LÝ LỖI CỦA CAN Khả tự chuẩn đoán: Hệ thống mạng Can trang bị số chức để tìm lỗi Chúng bao gồm tín hiệu kiểm tra khung liệu phận theo dõi, truyền nhận lại tín hiệu mà truyền đi, phát sai lệch Nếu trạm phát lỗi, gửi cờ báo lỗi ngăn việc truyền thông tin Điều ngăn cản trạm khác nhận thông tin bị lỗi Trong trường hợp trạm phát lỗi xảy trường hợp tất thôgn tin , bao gồm thôgn tin bị lỗi bị loại bỏ có Để ngăn điều xảy ra, hệ thống CAN có thêm chức phân biệt lỗi gián đoạnvà lỗi thường trực, nhờ xác định vị trí trạm bị lỗi, q trình dựa vào thống kê tình trang lỗi Xử lý lỗi: Khi truyền fame bus, lỗi truyền ảnh hưởng đến hoạt động nút bus Lỗi đến từ nút , làm cho mạng khơng cịn hoạt động khác Vì vậy, nhiều cách phát lỗi sử dụng CAN Các loaị lỗi: Bit Error: nút truyền gửi bit xuống bus, kiểm tra xem mức điện áp bus có với bit cần gửi hay khơng Nếu khơng đúng, gửi tín hiệu Bit Error Các loại lỗi Lỗi stufing ( Stufing Error ): Mỗi lỗi Stuffing phát lần có bit hay nhiều liên tục đường dây cảu Bus Tuy nhiên , lỗi Stuffing không báo vùng ID, vùng điều khiển vùng CRC Cơ chế Bit Stuffing không áp dụng sau CRC Trong trường hợp , lỗi Bit Stuffing không báo đoạn kết thúc frame hay vùng ACK Lỗi Cyclic Ređunancy( CRC Error ): Nếu giá trị CRC tính tốn nút nhận khơng giống với giá trị gửi đibởi nút phát Sẽ có lỗi CRC (CRC Error) Lỗi ACK Delimiter: Một lỗi ACK Delimiter báo nút nhận không thấy bit recessive vùng ACK Delimiter hay vùng CRC Delimiter Lỗi Slot ACK ( ACK Error ): Một lỗi Slot ACK báo nút phát khơng đọc thấy bit dominant vùng Slot ACK Hình tổng hợp loại khác phần cảu message frame ...A Giới Thiệu Tổng quan CAN I Giới thiệu CAN ISO 11898 phục vụ việc nối mạng phương tiện giao thông giới để thay cách nối điểm điểm cổ điển A Giới Thiệu Tổng quan CAN I Giới thiệu => tích hợp CAN. .. làm hệ thống thông tin nhúng cho vi điều khiển hệ thống thông tin mở cho thiết bị thông minh II Tóm tắt lịch sử CAN 1983: Bắt đầu dự án phát triển mạng xe nội hãng Bosch 1986: Chính thức giới thiệu. .. cho công nghiệp xe ô tô, đặc biệt loại xe Châu Âu, trở thành bus (kênh) phổ biến tự động hóa công nghiệp ứng dụng khác Kênh liệu CAN (CAN bus) khởi đầu dùng cho hệ thống nhúng, tên bao hàm ý công