Einführung in CAN und Multiplexing
CAN, oder Controller Area Network, ist ein serielles Buskommunikationssystem, das für Echtzeit-Steuerungsanwendungen entwickelt wurde. Es ermöglicht die Kommunikation über ein Paar Drähte zu verschiedenen Knoten oder Mikroprozessoren, ohne Adressen zu verwenden, sondern sich auf Kennungen zu verlassen. Jeder Knoten am CAN-Bus kann jede Nachricht sehen, die als Differenzsignal über zwei Drähte übertragen wird.

Geschichte von CAN
Entwickelt von Robert Bosch GmbH Mitte der 1980er Jahre, wurden die ersten CAN-Chips 1987 von Intel und Philips produziert. CAN wurde 1992 in die Automatisierung eingeführt, mit der ersten Implementierung in einem Mercedes Benz. Wichtige Meilensteine sind die Veröffentlichung von SAE J1939 im Jahr 1994 und ISO 11898 im Jahr 1995.

Anwendungen von CAN
CAN wird in verschiedenen Branchen weit verbreitet eingesetzt, darunter in der Automobilindustrie, bei Verpackungsanlagen, medizinischen Systemen, Schiffssteuerungen und mehr. Spezifische Beispiele sind Militärfahrzeuge, Landmaschinen und Baumaschinen.

Spezifikationen von CAN/J1939
Die Kommunikationsrate für J1939 beträgt 250 Kbits/Sekunde, mit einem Maximum von 2 Mbits/Sekunde für CAN. Es unterstützt 11- oder 29-Bit-Kennungen, wobei CANOpen nur 11-Bit-Kennungen verwendet. Das System ist abwärtskompatibel, und 120-Ohm-Abschlusswiderstände werden verwendet.

CAN-Schichten
CAN arbeitet über mehrere Schichten, einschließlich der Physikalischen, Datenverbindungs- und Anwendungsschichten, die zusammen einen Teil des OSI-Modells bilden. Die Physikalische Schicht umfasst Hardware für die Knoten-zu-Knoten-Kommunikation, während die Datenverbindungsschicht Datenrahmen und Fehlererkennung handhabt. Die Anwendungsschicht bietet Endbenutzerdienste und unterstützt verschiedene Hochpegelprotokolle wie J1939, CANOpen und DeviceNet.

Fehlererkennung in CAN
Fehlererkennungsmechanismen umfassen Bitüberwachung, Stuff-Fehler, zyklische Redundanzprüfungen (CRC), Formfehler und Bestätigungsfehler. Diese gewährleisten eine zuverlässige Kommunikation, indem sie Diskrepanzen und Verletzungen in den Nachrichtenformaten kennzeichnen.

CAN-Nachrichtenstruktur
CAN-Nachrichten bestehen aus einer 11- oder 29-Bit-Kennung, Datenrahmen und Feldern für Start, Datenlänge, CRC, Bestätigung und Endrahmen. Ein Beispiel für eine J1939-Nachricht enthält Parameter wie die Motortemperatur mit spezifischen Datenlängen und Auflösungen.

Organisationen und Vorteile von CAN
Organisationen wie SAE, CiA und ODVA nutzen CAN für seine branchenweit bewährte Zuverlässigkeit, Kosteneinsparungen und Diagnosefähigkeiten. CAN handhabt effektiv die Bitkollisionserkennung und bietet eine robuste EMI/RFI-Beständigkeit.

Weitere Informationen
Weitere Details finden Sie auf Websites wie www.sae.org, www.can-cia.org und www.hedonline.com.