Can SHORT

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
2009-11-20
dr in
Ň
. J
ħ
drzej M
Ģ
czak
Literatura:
• Sieci wymiany danych w pojazdach samochodowych.
Informator R.Bosch GmbH.WKiŁ, 2008
• Zimmermann. W, Schmidgall R. Magistrale danych w pojazdach.
Protokoły i standardy. WKiŁ 2008
• Samochodowe sieci informatyczne. Poradnik serwisowy. Nr 5/2005.
Wydawnictwo Instalator Polski
• CAN Specification. Version 1.2. Robert Bosch GmbH
www.semiconductors.bosch.de/pdf/
can
2
spec
.pd
f
• Normy ISO 11898-1,2,3
1
Porównanie liczby przewodów w sterowaniu osprzętem drzwi
Bez wykorzystania sieci
wymiany informacji
Z wykorzystaniem sieci
wymiany informacji
2
• 11,136 komponentów elektrycznych i elektronicznych
• Pokładowa sieć 2119 przewodów o łącznej dług. 3 860 m
• 61 połączonych ze sobą układów sterujących
• 31 układów sterujących z możliwością diagnozowania
przez złącze diagnostyczne
• Sieć światłowodowa do wymiany informacji i rozrywki (infotainment)
• 35 układów sterujących w sieci CAN wymieniających ok. 2500 informacji w 250 pakietach CAN
3
1
2009-11-20
Historia sieci wymiany danych w pojazdach
1981 Opracowanie protokołu CAN do celów przemysłowych.
1983 Rozpoczęcie prac przez firmę Bosch nad zastosowaniem CAN w pojazdach.
1985 Początek kooperacji między Boschem i Intelem w celu opracowania układów elektron.
1988 Pierwsze chipy CAN dostępne od Intela. Daimler-Benz rozpoczyna implementację CAN w pojazdach.
Wydanie publikacji CAN 2.0
1991 Pierwsze użycie protokołu CAN w modelu produkcyjnym Mercedes Benz.
W tym czasie CAN jest szeroko używany w przemyśle (CAN in Automation – CIA).
1993 Publikacja standardu ISO11898
1995 Standard ISO 11898 zostaje zmieniony i uzupełniony o nowy rozszerzony format ramki.
1999 Audi, BMW, DaimlerChrysler, Motorola, VW i Volvo wprowadzają sieć Local Interconnect Network,
LIN. Jest to lokalna podsieć sterująca klimatyzacją, dachem otwieranym itd.
LIN jest magistralą na pojedynczym przewodzie miedzianym bez ekranu. Zyskuje akceptację na
rynku z uwagi na niską cenę i odporność na błędy transmisji.
2001 Magistrala CAN jest używana również do obsługi napędu i nadwozi małych pojazdów.
2002 Zastosowanie sieci optycznych w pojazdach wyższej klasy. Transmisja sterowania, wizji i dźwięku w
systemach audio i danych w serii 7 BMW. Sygnały są przesyłane łączami światłowodowymi. Szybki
transfer danych, np.:
• D2B Optical (DaimlerChrysler): 5.65 Mbit/s;
• MOST, Media Oriented Systems Transport: 22.5 Mbit/s;
• Byteflight (BMW): 10 Mbit/s.
2003 Audi wprowadza technologię Bluetooth w nowym modelu A8 model. Pozawala ona na
bezprzewodową wymianę informacji między modułem telematyki i mobilnym odbiornikiem.
4
1: Czujnik prędkości jazdy
2: Centralny sterownik układu komfortu jazdy
3: Sterownik śledzenia przyczepy
4: Sterownik układu kierowniczego
5: Sterownik wyświetlacza deski rozdzielczej
6: Przekaźnik prędkości (speed transmitter)
7: Układ hydrauliczny ABS i sterownik ESP
8: Czujnik temperatury zewnętrznej
9: Czujnik i sterownik rozpoznający odległość
od przeszkody
10: Sterownik dostępu uruchamiania pojazdu
11: Interfejs diagnostyczny
12: Sterownik Motronic
13: Sterownik przekładni
automatycznej
14: Sterownik wyświetlania
informacji i
moduł sterowania
15: Sterownik multimediów
16: Sterownik sieci pokładowej
17: Przetwornik kąta obrotu kierownicy
Układ adaptacyjnej kontroli jazdy
(Adaptive Cruise Control)
Audi A8 (2003 ->)
5
Wykorzystanie sieci wymiany danych w pojazdach
(14.5 Mb/s)
6
2
2009-11-20
Komunikacja pomiędzy
podzespołami mechanicznymi
i sterownikami przy
zastosowaniu magistrali
cyfrowej (VW Passat)
• System EPB (elektryczny
hamulec postojowy)
• DAA (dynamiczny
asystent ruszania)
• Auto Hold (postój na
światłach)
7
Poł
Ģ
czenia sterowników
magistralami CAN i LIN
Skoda Octavia
(II generacja)
Magistrale CAN:
• CAN-diagnostyczna
• CAN-comfort
• CAN-napħd
• CAN-kombi (wskaŅniki)
Magistrale LIN:
(Local Interconnect Network
)
• kierownica wielofunkcyjna
• zabezpieczenia pojazdu
• wycieraczki
8
Magistrala CAN-kombi (wska
Ņ
niki)
PrħdkoĻę transmisji 500 kbit/s
Magistrale cyfrowe CAN
Skoda Octavia (II generacja)
MagistralĢ CAN-kombi odbywa siħ komunikacja tylko miħdzy układem gateway i
zestawem wskaŅników.
Magistrala CAN diagnostyczna (od 2008 we wszystkich pojazdach!)
PrħdkoĻę transmisji 500 kbit/s
Magistrala CAN diagnostyczna słuŇy do wymiany danych miħdzy testerem i
układem gateway.
Magistrala CAN-nap
ħ
d
PrħdkoĻę transmisji 500 kbit/s
Magistrala CAN-komfort
PrħdkoĻę transmisji 100 kbit/s
Magistrala CAN-infotainment
PrħdkoĻę transmisji 100 kbit/s
• sterownik sieci pokładowej,
• centralny sterownik układu komfortowego,
• sterownik elektroniki kolumny kierownicy.
9
3
2009-11-20
Klasyfikacja sieci pokładowych
pod względem szybkości przesyłu informacji (SAE)
Klasa A
komunikacja elektroniki pokładowej (Ļwiatła, kierunkowskazy, siłowniki
foteli itp.)
szybkoĻę przesyłu
<10 kbit/s
Klasa B
urzĢdzenia wymagajĢce szybszej transmisji (klimatyzacja)
szybkoĻę przesyłu
~40 kbit/s
Klasa C
wymagany transfer w czasie rzeczywistym (sterowanie silnika, skrzyni
biegów, układy ABS, ESP itp.)
szybkoĻę przesyłu
250 kbit/s-1 Mbit/s
Klasa D
przesył duŇej iloĻci danych (multimedia)
szybkoĻę przesyłu
100 kbit/s – 10 Mbit/s
10
Model warstwowy OSI (Open-System-Interconnect)
stosu protokołów transmisyjnych
do systemu transmisji danych (sieci danych)
Opracowany przez ISO, opisuje hierarchiħ zadaı przy transmisji
Warstwa Zadanie
7
Aplikacji (zastosowań) Application Ogólnie stosowane usługi dla użytkowników, np.
odczyt pamięci błędów sterownika
6
Prezentacji
Presentation
-
5
Sesji
Session
-
4
Transportowa
Transport Formowanie i rozpakowanie ramek danych
3
Sieciowa
Network Routing, przydział adresu,
identyfikacja i nadzór uczestnika (węzła sieci)
2
Łączy danych
Data link Formowanie komunikatów, dostęp do magistrali,
kontrola poprawności, kontrola przepływu
1
Fizyczna
Physical Poziomy sygnałów elektrycznych,
kodowanie bitów
0
Mechaniczna
Mechanical Złącza i kable
11
Model warstwowy OSI (
Open-System-Interconnect
) dla CAN
CAN
12
4
2009-11-20
Magistrale danych w pojazdach (warstwy fizyczne: 0 do 2)
Typ magistrali Zastosowanie
Standard europejski
Standard USA
Zorientowane znakowo (UART)
K/L – line Diagnostyka
ISO 9141
-
SAE J1708
Diagnostyka,
klasa A
pokładowa
-
SAE J1708 (ciężarówki i autobusy)
9.6 kbit/s
LIN
Klasa A
pokładowa
Konsorcjum producentów, 20 kbit/s
SAE J2602
Z modulacją szerokości impulsu (PWM)
SAE J1850
Diagnostyka,
klasa A/B
pokładowa
-
SAE J1850 (PWM Ford, VPWM
GM, Chrysler) 10.4 i 41.6 kbit/s
Zorientowane bitowo
CAN
Klasa B/C
pokładowa
ISO 11898 1-3
Bosch CAN 2.0 A,B 47.6…500 kbit/s
ISO 11992
CAN do ciągników i przyczep
ISO 11783 ISOBUS
CAN do maszyn rolniczych (wg J1939)
SAE J2284
(samochody osobowe) 500 kbit/s
SAE J1939
(ciężarówki i autobusy)
250 kbit/s
TTCAN
Klasa C(+)
pokładowa
ISO 11898-4
Bosch, 1Mbit/s
-
FlexRay
Klasa C(+)
pokładowa
Konsorcjum producentów 10 Mbit/s
MOST
Multimedia
Konsorcjum producentów 25 Mbit/s
13
Protokoły transmisji danych (warstwa 4)
Protokół
Zastosowanie
Standard
europejski
Standard USA Wykorzystanie w
aplikacjach
TP
CAN
ISO 15765-2
-
KWP 2000 on CAN
AUTOSAR TP FlexRay
Standard AUTOSAR
SAE J1939
CAN
-
SAE J1939/21 Pojazdy użytkowe
TP 1.6
TP2.0
CAN
Standard firmowy
VW/Audi/Seat/Skoda
VW CAN
14
Protokoły aplikacji (warstwa 7)
Protokół
Zastosowanie
Standard europejski
Standard USA
ISO 9141-2
Przestarzały interfejs diagnostyczny USA
SAE J1979
SAE J2190
ISO 9141 CARB Diagnostyka US OBD
KWP 2000
Keyword Protocol
Diagnostyka
(ogólna i OBD)
ISO 14230
Diagnostyka KWP2000 na K-Line
ISO 15765
Diagnostyka KWP2000 na CAN
-
UDS
Unified Diagnostic
Services
Diagnostyka
(ogólna i OBD)
ISO 14229
UDS
-
SAE
J1930, J1962,
J1978, J1979,
J2012, J2186
OBD
Diagnostyka
OBD i EOBD
ISO 15031
(identycznie jak dla standardów USA)
CCP
CAN calibration
protocol
XCP
Extended Calibration
Protocol
Aplikacje
ASAM AE MCD 1
Konsorcjum ASAM (Automotive
Electronics Measurement, Calibration
and Diagnostics)
-
15
5
[ Pobierz całość w formacie PDF ]