CAN bus คือ

CAN Bus คือ EP2

เกี่ยวกับรถยนต์

History and Introduction of CAN Bus

สำหรับ EP2 นี้จะเป็นบทนำที่พูดถึง วิวัฒนาการ คร่าวๆ ของ CAN bus ซึ่งก่อนที่จะมีใช้ในปัจจุบัน สำหรับประวัติ ของ CAN bus สามรารถย้อนกลับไปดูได้ที่ EP1

Introduction CAN BUS

The tremendous growth of Electronics functions in vehicle sine the second half of the eighties lead to isolated solutions at first

In the early nineties the first integrated solutions and concepts for the electronics as well the networking began to evolve step by step

When it became clear how important electronics really are the overall view of electronics did change from problem to ward an important key for interesting and trend setting feature

From the early beginning with three electronics control Units on a bus system , thing have changed to more than 60 ECUs

จากรูปด้านบนเราก็จะเห็น วิวัฒนาการของรถยนต์เกือบเมื่อ 50 ปีที่เเล้ว ตั้งเเต่ปี 1970 มาเรื่อยๆ จนถึง ปี 2010 และ จนถึงปัจจุบัน โดยจะเพิ่มระบบต่างๆขึ้นมามากมายเเละเพิ่มการทำงานที่ยุ่งยาก ซับซ้อน ขึ้นมาเรื่อยๆ เช่น จาก เดิมที่ มี 2-3 ECUs ปัจจุบัน มีมากกว่า 60 ECUs

Point to point Networking in Vehicle

Old diagram: for every signal a dedicated wire

CAN bus 2

-Consequences:

-wire harness grow in size and weight and cannot be bent

-Problems with connectors plus cost for raw martial

-Extensions of network are complicated

One way to exchange data to between ECUs are point to point connections where each signal uses a dedicated wire. This strategy was used first in the field of electronics in the vehicle. But with growing numbers of ECUs Sensor and Actuator this approach became too complex, error –prone and cable –harness became huge and heavy.

ซึ่งสมัยก่อน การที่ ECUA จะคุยกับ ECUB หรือ C ได้นั้น ถ้าพิจารณา ไดอะเเกรม ก็จะเห็นว่าต้องต่อสายไฟสายสัญญานต่างต่อ เเบบจุดถึงจุดเท่านั้น หรือ Point to point Networking เพราะว่าถ้าไม่ต่อเเบบนี้ ECU ก็จะไม่สารถคุยกันได้ทุกตัว ซึ่งถ้าต่อเเบบนี้ มีข้อเสีย คือ

-.ใช้สายไฟจำนวนมาก มีน้ำหนักเยอะ เเละใช้เงินจำนวนมาก

-ยิ่งใช้สายเยอะเท่าไหร่ยิ่งมีปัญหา มากขึ้นเท่านั้น เช่นสายไฟขาด การต่อของสายไม่ถึงกัน

-ซึ่งข้อเสียอีกข้อนึงคือถ้าใช้สายไฟจำนวนมาก ถ้าเกิดปัญหาขึ้นเราจะวิเคราะห์หาสาเหตุของปัญหาที่เกิดขึ้นยาก

-และยากลำบากต่อการติดตั้ง

Bus network in motor Vehicles

-Bus networking: almost any number of signals can communicated via same bus .

CAN BUS networking

Advantages:

-Wire harness remain manageable light and light

-Error can be diagnosed

-extensions to the network are easily to establish

A completely new approach was sought. A quantum leap to solve all these problem was the introduction of the bus communication, where all ECUs time share a common communication medium. The Latin word “omnibus” commonly  abbreviated “bus”     mean “for all “  the idea is, that there is one physical communication medium for all ECUs

จากปัญหาการต่อเเบบ จุดถึงจุด จึงได้มีการนำระบบ ฺBus มาใช้ ซึ่ง ข้อดี ของระบบ บัสที่เห็นได้ชัดคือ

– ลดจำนวนสายไฟได้เป็นจำนวนมาก ลดน้ำหนักโดยรวม เเละลดเงินลงทุน

-สามารถวิเคราะห์ปัญหาหรือเเก้ใขปัญหาที่เกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็ว

-มีความยืดหยุ่นสูง เเละมีความเร็วกว่า

ISO-OSI Referent Model and Real ECU Software of CAN Bus

CAN BUS Model

The standard ISO –OSI Referent Modell is  a good basic to develop and describe communication protocols complex tasks of higher protocols are deconstructed in to separate service which than are organized as individual layer and become manageable and easier to understand .

Part of such a protocols stack may be exchanged without too much effort

Beside the ability to communicate with other note real ECUs need additional functions like Diagnostics and network management

ISO      International Standardization Organization

OSI    Open System Interconnection

Services Provided by Bus Networking (OSI LAyer 1 and 2)

services OSI

Bus networking involves serval service and requirement.  The following paged show how CAN fulfill these CAN Requirement and provide the serviced need. CAN consists of the OSI Layer 1 and 2

CAN Bus specification requirement OSI Layer 1 and 2

-Serial communication of digital data

-Usage of single medium with low cost

-Simple and Easy connection to the medium

-Very High data reliability

-High speed and virtually error free data transmission over the bus with high data consistency

-Standardized bus system

CAN bus Standard and Implementation

CAN standard

ISO Standards

  • 11898-1 : CAN protocol (CAN and CAN FD)
  • 11898-2: CAN high speed Physical layer (up to 1 Mbit/s for CAN , higher for CAN FD)
  • 11898-3 : Low speed Physical Layer (up to 125 Kbits/S)

ในส่วนนี้จะกล่าวถึง standard ของ CAN bus โดยจะมี Low speed 125 Kb/sec เเละ Hi speed 1 Mb/sec

CAN technology comprises the CAN and CAN FD protocols and two different CAN Physical Layer . the CAN protocol cover the entire second layer and the PLS (Physical signaling) of first layer. The sub-layers LLC,MAC of the data link layer together with sub Layer PLS from the Physical Layer are specified in ISO  11898-1

PMA (Physical Medium Attachment ) and MDI (Medium dependent interface) are described as the so-called CAN physical Layer .  A distinction is made between two different CAN Physical Layer :  CAN high speed Physical Layer (ISO:11898-2 ) and CAN Low –speed Physical Layer (11898-3).

The CAN high speed Physical Layer is implemented by a CAN high speed transceiver and the CAN low speed Physical Layer By a CAN low speed  transceiver . CAN high speed transceiver support data rates up to 1 MBaud , and CAN low speed transceivers up to 125 KBaud .

CAN high speed transceiver are generally used inter power train and Chassis area ,the CAN low speed transceiver is used in the convenience area.

CAN High Speed Transceiver (up to 1 Mbit/Sec): PCA82C250,PCA82C251,TJA1050,TJA1040,TJA1041

CAN Low Speed Transceiver (up to 125 Kbit/Sec) TJA1054

Single wire –CAN (SAE J2411 up to 33 Kbit/sec, 41,6 Kbit/sec): AU5790

CAN FD (CAN Flexible data-rate )

LLC (Logical Link Control): Contains Function that guarantee transmission security

MAC (Medium Access Control ): Contains functions that establish bus access

PCS (Physical Coding Sublayer ) : Bit encoding ,Bit decoding ,Bit timing ,Synchronization

PWA(Physical Medium attachment): Transceiver characteristics

MDI (Medium Dependent Interface): Transmission medium ,Connectors.

ซึ่งหัวข้อต่อไปที่ผมจะเขียนคือ CAN bus Physical Layer ใน EP3

คุณสามรถอ่าน ประวัติของ CAN bus ได้ที่ EP1 หรือหากมีคำถามหรือข้อสงสัย สามารถถามได้ที่ Facebook Fan page

The Next Topic is CAN bus Physical Layer topic on EP3 if have any question can contact me on My Facebook Fan page