Скорость передачи и длина сети CAN. Метод доступа и арбитраж (контроль) сети CAN

Скорость передачи и длина сети

Все узлы в сети CAN должны работать с одной скоростью. Хотя изначально CAN не определяет скоростей работы, но фактически все пользуются следующими рекомендациями.

Таблица 6.1. Скорость передачи и длина сети CAN.

Скорость передачи,	Максимальная длина линии
1 Мбит/с	25 м
800 Кбит/с	50 м
500 Кбит/с	100 м
250 Кбит/с	250 м
125 Кбит/с	500 м
50 Кбит/с	1000 м
20 Кбит/с	2500 м
10 Кбит/с	5000 м

Возможна скорость и более 1 Мбит/с.

Максимальная длина линии определяется по максимально допустимой задержке на передачу сигнала (для наихудшего случая), в которую входят задержка сигнала при передаче по линии (5 нс/м) и задержки входных и выходных цепей драйверов. Это ставит максимальную длину сети в обратную зависимость от скорости передачи: чем больше скорость, тем меньше длина.

Метод доступа и арбитраж (контроль) сети

Передача ведётся кадрами (пакетами), которые принимаются всеми узлами сети. При свободной шине любой узел может начинать передачу в любой момент. В случае одновременной передачи кадров двумя и более узлами проходит арбитраж доступа: передавая адрес источника, узел одновременно проверяет состояние шины. Если при передаче "0" бита принимается "1" — считается, что другой узел передаёт сообщение с большим приоритетом и передача откладывается до освобождения шины.

Этот тип доступа Collision Resolution (CR), который приоритетно обеспечивает доступ на передачу сообщения, что особо ценно для промышленных сетей (fieldbus). Передача ведётся кадрами. Полезная информация в кадре состоит из идентификатора длиной 11 бит (стандартный формат) или 29 бит (расширенный формат) и поля данных длиной от 0 до 8 байт. Идентификатор говорит о содержимом пакета и служит для определения приоритета при попытке одновременной передачи несколькими сетевыми узлами.

17. Надежность – контроль ошибок при передаче по CAN. Формат кадра CAN. Преимущества и недостатки CAN.

Надежность – контроль ошибок

CAN имеет несколько механизмов контроля и предотвращения ошибок:

• Контроль передачи: при передаче битовые уровни в сети сравниваются с передаваемыми битами.
• Дополняющие биты (bit stuffing): после передачи пяти одинаковых битов подряд автоматически передаётся бит противоположного значения.
• Контрольная сумма: передатчик вычисляет её и добавляет в передаваемый кадр, приёмник считает контрольную сумму принимаемого кадра в реальном времени (одновременно с передатчиком), сравнивает с суммой в самом кадре и в случае совпадения передаёт доминантный бит в промежутке подтверждения.
• Контроль значений полей при приёме.

Рассмотрим формат кадра CAN подробно (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Формат кадра CAN

Спецификация CAN избегает описывать двоичные значения как «0» и «1». Вместо этого применяются термины «рецессивный» и «доминантный», при этом подразумевается, что при передаче одним узлом сети рецессивного бита, а другим доминантного, принят будет доминантный бит. Стандарт сети требует от «физического уровня», фактически, единственного условия: чтобы доминантный бит мог подавить рецессивный, но не наоборот. Если линия находится в рецессивном состоянии, перевести её в доминантное может любой узел сети (включив свет в оптоволокне или закоротив высокое напряжение). Наоборот — нельзя (включить темноту нельзя).