[PDF] SIN : Evolution et paramétrage dun système réel Module SIN 31

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SIN : Module SIN 31 : Concevoir un système local et permettre le

Ressources sur : Le bus de terrain CAN

Le bus CAN

Page 2/10 Ressources STI2D- SIN

Sommaire

1. Présentation du bus CAN .........................................................................................................3

a) Origine ...................................................................................................................................3

b) La philosophie du CAN ...........................................................................................................4

c) ...................................................................................4

d) Le bus CAN et le modèle OSI .................................................................................................5

2. Propriétés physiques du CAN. .................................................................................................5

a) Le support physique ...............................................................................................................5

b) Synoptique d'une liaison filaire CAN intégrée dans un véhicule : ............................................6

c) Niveau dominant et niveau récessif ........................................................................................7

d) Arbitrage ................................................................................................................................7

e) Version du bus CAN et niveaux électriques ............................................................................9

3. Les différentes trames CAN : ................................................................................................. 10

a) Trame de données au format standard CAN 2.0 A : ............................................................. 10

b) Trame de données au format étendu CAN 2.0 B : ................................................................ 10

c) Trame de requêtes ............................................................................................................... 10

d) Trame de surcharge ............................................................................................................. 11

e) ................................................................................................................ 11

4. ................................................................................... 11

a) Le début de trame SOF (Start Of Frame) ............................................................................. 11

b) .................................................................................. 11

c) Le champ de contrôle ........................................................................................................... 12

d) Le champ de données .......................................................................................................... 12

e) Le champ de CRC ................................................................................................................ 12

f) Acknoledge) ................................................................................ 13

g) Le champ de fin de trame EOF (End Of Frame) ................................................................... 13

h) Le champ int ......................................................................................................................... 13

i) IDLE ..................................................................................................................................... 13

5. Fiabilité du bus CAN et protection contre les erreurs mises en place ................................ 13

a) Le bit stuffing ........................................................................................................................ 13

b) Les erreurs contrôlées par le bus CAN ................................................................................. 14

c) Identification des erreurs dans la trame CAN : ..................................................................... 14

d) Règles de confinement ......................................................................................................... 14

e) .............................................................................................................. 15

f) Recouvrement des erreurs ................................................................................................... 16

6. Complément du bus CAN : le bus LIN ( Local Interconnect Network ). .............................. 16

7. Bibliographie et sources ........................................................................................................ 17

Le bus CAN

Page 3/17 Ressources STI2D- SIN

1. Présentation du bus CAN

a) Origine

La sécurité et le confort des utilisateurs dans les véhicules ont entrainé une augmentation des

organes électroniques.

Le câblage point à point (organe à organe) est devenu très complexe et très couteux en câble. On est

passé de 200m à 2000m de câble dans un véhicule entre 1960 et 2000.

Airbag

Freinage

Transmissonsuspension

Air conditionné

Moteur

Lève vitre

Fermeture

centralisée

Siège

électrique

Phares

Tableau

de bord ESP

Boite de

vitesse câble.

AirbagFreinage

Transmissonsuspension

Air conditionné

Moteur

Lève vitre

Fermeture

centralisée

Siège

électrique

Phares

Tableau

de bord ESP

Boite de

vitesse

Le bus CAN

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b) La philosophie du CAN c) Les champs du bus CAN

Le bus CAN

Bus asynchrone série

haut débit. Multi-maîtres

Fiabilité: ROBUSTESSE

Respect du temps réel

Initialement développé par

Bosch automobile

De nombreux fournisseurs et

produits dans le monde : flux coûts moindres

CAN Low Speed :

Norme ISO 11519-1 et 11519-2

CAN high speed :

Norme ISO 11898.

Champs d'application du bus CAN

Electronique embarquée dans des

véhicules:

Bus de terrain (RLI) pour les automatismes

industriels:

C'est l'un des bus de terrain le plus répandu

au monde.

Le bus CAN

Page 5/17 Ressources STI2D- SIN

d) Le bus CAN et le modèle OSI Le protocole CAN ne définit que la couche liaison de données (couche 2) et la couche physique (couche 1).

2. Propriétés physiques du CAN.

a) Le support physique

Le CAN embarqué dans un véhicule :

La transmission des données est effectuée sur une paire filaire différentielle.

Couche 7 :

Application

Couche 6 :

Présentation

Couche 5 :

Session

Couche 4 : Transport

(Niveau message)

Couche 3 : Réseau

(Niveau paquet)

Couche 2 : Liaison

(Niveau trame)

Couche 1 :

Physique

MDI : Medium Dependent Interface

PMA : Physical Medium Attachment

PLS : Physical Signalling

MAC : Medium Access Control

LLC: Logic Link Control

Supports physiques du CAN

Paire filaire

torsadée Liaison infrarouge Fibre optique Liaison HF

Ligne (paire) torsadée

CAN_L CAN_H

Le bus CAN

Page 6/17 Ressources STI2D- SIN

La ligne est constituée de 2 fils de données ainsi que de la masse.

Les débits varient

Débit Longueur

1 Mbits/s 40m

500 Kbits/s 100m

100 Kbits/s 500m

20 Kbits/s 1000m

b) Synoptique d'une liaison filaire CAN intégrée dans un véhicule :

En pratique, il y a trois bus CAN différents dans un véhicule, à des débits différents :

9 Un bus rapide pour gérer la sécurité (freinage, ABS, détection chocs, airbags...).

9 Un bus à vitesse moyenne pour gérer le moteur (commandes et capteurs).

9 Un bus lent pour gérer tous les accessoires

Le CAN est un bus de terrain, soumis à des parasites importants. La transmission en paire différentielle permet de s'affranchir de ces problèmes car les montages différentiels ont un fort taux de réjection en mode commun CMRR. CAN H CAN L

Masse du

système

Emetteur/réce

pteur 5V

Microcontrôleur (maître)

Contrôleur CAN

TX RX

Emetteur/réce

pteur 5V

Microcontrôleur (esclave)

Contrôleur CAN

TX RX

Actionneurs Capteurs

Emetteur/réce

pteur 5V

Microcontrôleur (esclave)

Contrôleur CAN

TX RX

Actionneurs Capteurs

Bus CAN en liaison filaire

CAN H CAN L Rt Rt

NL0 ou NL1

Bit dominant ou récessif

Le bus CAN

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Lien entre le modèle OSI et le synoptique d'une liaison filaire CAN:

Î La strate PLS est réalisée par le contrôleur CAN intégré dans le microcontrôleur.

Î La strate PMA est réalisée par l'émetteur / récepteur (tranceiver). Î La strate MDI : permet de connecter la carte électronique à la paire filaire.

Rôle des résistances de terminaison :

n fait circuler des signaux de tension sur le bus, sans résistance de terminaison de ligne, les

signaux vont se réfléchir sur les extrémités et vont créer des parasites qui risquent de perturber les

émissions suivantes sur le bus (identique à une onde qui rebondirait contre un mur).

impédance identique à celle du câble. On trouvera donc à chaque extrémité du réseau deux résistances

de 120

. Ces résistances de fin de ligne sont intégrées aux extrémités du réseau CAN dans deux

Un contrôle rapide de la continuité du réseau peut-être fait en mesurant la résistance entre CAN H

et CAN L (hors tension et tous les calculateurs branchés).

On mesure deux résistances de 120

en parallèles, soit 60
La mesure de toute autre valeur est une anomalie :

Î coupure de ligne ou si R = 120

absence d'une des deux résistances de terminaison.

Î ligne en court-circuit, ou plus de deux

résistances de terminaison dans le réseau. c) Niveau dominant et niveau récessif Un niveau électrique récessif sur le bus CAN correspond à un niveau logique haut sur Tx. Un niveau électrique dominant sur le bus CAN correspond à un niveau logique bas sur Tx. d) Arbitrage 60
60
60
60
CAN H CAN L

Tout conflit de bus est résolu par le mécanisme du "ET câblé", c'est-à-dire qu'un état

dominant écrase un état récessif. Si temps, le premier qui présente un bit récessif alors qu'au moins un autre présente un bit dominant perd l'arbitrage.

Le bus CAN

Page 8/17 Ressources STI2D- SIN

Exemple : trois :

Tx1 1 0 t Rx1 1 t 0 Tx2 1 0 t Rx2 1 t 0 Tx3 1 0 t Rx3 1 t 0 0000 0 00000 00000 00000 000 00 000

0000000

0

0000000

0000000

0000000

11111
11111
1111
11111
11 1 1111
1 1

Arbitrage perdu

Arbitrage perdu

et ne tentent à nouveau d'émettre que lorsque le bus se libère. Pour déterminer la priorité des messages, le CAN utilise la méthode CSMA/CR (Carrier Sense, Multiple Access with Collision Resolution) avec la capacité de l'arbitrage non destructif afin d'offrir une disponibilité maximale du bus.

Le bus CAN

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e) Version du bus CAN et niveaux électriques Oscillogrammes des signaux électriques CAN HIGH SPEED 250 kbits/s :

BUS CAN

BUS CAN LOW SPEED

BUS CAN HIGHT SPEED

CAN L = 1V

CAN L = 3.25V

30 pF entre les câbles de ligne

CAN L = 1.5V

CAN L = 2.5V

Le bus CAN

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3. Les différentes trames CAN :

a) Trame de données au format standard CAN 2.0 A : Le format CAN 2.0A est utilisé dans les voitures.quotesdbs_dbs11.pdfusesText_17

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