Сигнальный формат CAN

Сигнал сообщения в формате CAN состоит из последовательности двоичных знаков (бит). Наличие напряжения (или света в оптоволокне) означает логическую «1», в то время как их отсутствие означает логический «0». Длина сообщения может составлять от 44 до 108 бит. Сообщение начинается стандартным битом, затем следует идентификатор приемопередатчика, бит контроля, непосредственно данные сообщения, контрольная сумма CRC (избыточный циклический код для обнаружения и исправлении ошибок — cyclic redundancy clteck), бит подтверждения и, наконец, несколько стоповых битов.

Рис. «Слово» сообщения по протоколу CAN

Начало сообщения (заголовок) идентифицирует назначение сообщения, а также его приоритет. Как только заголовок помещен на шину, он повторно считывается уже с шины. Если он отличается от посланного — значит, шина занята устройством, имеющим более высокий приоритет. Если дело обстоит так, передатчик остановит передачу собственного сообщения. Это очень важно в случае передачи данных в автомобиле.

Ошибки в сообщении опознаются при помощи избыточной циклической контрольной суммы. Ее получают, суммируя все числа в сообщении по сложному алгоритму, и сумму посылают в том же сообщении. Приемник использует тот же самый алгоритм и проверяет, чтобы оба числа совпали. Если опознана ошибка, приемник выставляет на шину соответствующее сообщение. По этому факту передатчик повторяет посылку сообщения. В сочетании с дополнительными тестовыми посылками это делает возможной безошибочную передачу данных.

Тот факт, что каждый передатчик действительно контролирует собственную передачу, прерывает ошибочные передачи и подтверждает правильные, означает, что дефектные узлы могут быть опознаны и отключены от шины (электронным способом). Это предотвратит передачу некорректной информации.

Все сообщения доступны всем устройствам автомобиля, и каждое устройство самостоятельно принимает решение, нужно ли реагировать на сообщение или нет. Это означает, что к шине в любое время могут быть добавлены новые системы, и они могут использовать данные с шины, не затрагивая работу никаких других систем.

В ряде случаев требуется защита от интерференции сигналов. Шинные линии, которые состоят из медных проводов, действуют в автомобиле как приемопередающие антенны. На низких частотах достаточную защиту может обеспечить неэкранированная витая пара, но при большой длине линии рекомендуется экранирование.

Использование оптических волокон полностью решило бы проблему интерференции радиоизлучений. Однако стыковка оптических передатчиков и приемников с оптоволоконной линией, а также ее узлы и разветвления до сих пор или недостаточно надежны, или слишком дороги. Эти проблемы в настоящее время исследуются, и ожидается, что они будут решены в ближайшем будущем. На рисунке приведен вариант реализации шинной связи для шины данных проводного типа.

Рис. Шина данных