Jaký je limitující faktor, aby sběrnice CAN překročila šířku pásma 1 Mb / s?

Od Požadavky na fyzickou vrstvu sítě v oblasti řadiče

CAN je technologie otevřeného kolektoru – protokol nemohl fungovat jinak. znamená, že recesivní stav vysílače / přijímače CAN není aktivní poháněn. Zakončovací odpory společně se vstupní kapacitou přijímače a vysílače a kapacitním kabelem vytvářejí RC časově konstantní výboj, když aktivně řízený dominantní bit na sběrnici přechází na un-poháněný recesivní bit. Pro rychlosti signalizace větší než 1 Mb / s CAN je nutná technologie, která aktivně řídí sběrnici v obou státech, jako je RS-485, aby se usnadnily přechody sběrnice požadované pro vysokorychlostní rychlosti signalizace.

Odpověď na otázku nakonec zní, jak je protokol CAN implementován na fyzické úrovni. Změňte tento protokol a lze použít vyšší rychlost přenosu dat.

Od Porozumění časování bitů modulu CAN modulu Microchip :

… protokol CAN implementuje ne- destruktivní bitové rozhodčí schéma, které umožňuje více uzlů rozhodovat o řízení sběrnice. Proto je nutné, aby všechny uzly detekovaly / vzorkovaly bity ve stejném bitovém čase. Vztah mezi zpožděním šíření a tolerancí oscilátoru ovlivňuje jak data CAN rychlost a délka sběrnice.

Dva pánové na obou koncích sběrnice CAN musí být schopni komunikovat a rozhodovat, která z nich má sběrnici, zatímco každý je na sběrnici současně.

Pokud délka sběrnice je 30 m, doba šíření signálu po sběrnici je: $$ t_ {BUS} = 30 \ m @ 5,5 \ ns / m = 165 \ ns $ $

Za předpokladu zpoždění vstupního komparátoru je \ $ t_ {CMP} \ $ = 40 ns a zpoždění výstupního ovladače je \ $ t_ {DRV} \ $ = 60   ns pro všechna zařízení.

Zpáteční cesta čas na fyzické sběrnici bude:

$$ t_ {PROP} = 2 (t_ {BUS} + t_ {CMP} + t_ {DRV }) = 2 (165 \ ns + 40 \ ns + 60 \ ns) = 530 \ ns $$ $$ TQ = 530 \ ns / 6 = 88,33 \ ns $$ $$ t_ {BIT} = 10 \ krát TQ = 883.3 \ ns $$ $$ f = 1 / t_ {BIT} = 1 / 883,3 \ ns = 1,13 \ MHz $$

Maximální imum rate se řídí délkou sběrnice, kapacitou linky, připojenými uzly a ovladači vybranými protokolem. V zásadě při 30   m může CAN (ISO 11898) dělat 1,13   Mbps, pokud je vše perfektní.

Čím delší je sběrnice, tím pomalejší je rychlost přenosu dat. Kratší autobus by ale znamenal vyšší sazbu. Přenosová rychlost CAN vs. délka sběrnice:

Oba odkazované dokumenty do toho vstupují s větší délkou.

CAN (ISO 11898) může přenést až 8 bajtů na 1 Mbps s protokolem založeným na 80 „s. S dnešními vozidly je potřeba přenést více dat (64 bajtových paketů), ale při 1 Mbps by 64 bajtů zabralo velký časový úsek, což by mohlo zpozdit životně důležitá data.

CAN FD (Flexible Data-Rate) je rozšíření původního protokolu sběrnice CAN (ISO 11898-1). Je určen pro provoz na stávajících sběrnicích CAN a případně nahrazení CAN.

Protokol začíná na CAN 1 Mbps (500 kbps atd.), S možným arbitrážním procesem mezi více mastery CAN a CAN FD , ale když CAN FD master získá sběrnici, rychlost přenosu dat se zrychlí na 5 Mbps pro CAN FD slave. Při této rychlosti lze přenést 64 bajtů za méně času než 8bajtový paket CAN 1 Mb / s. To znamená, že nedochází ke konfliktu časování s existujícími přenosy CAN. Jakmile se CAN FD master vzdá sběrnice, může kteroukoli CAN nebo CAN FD master získat sběrnici.

Od MŮŽE FD VYSVĚTLIT – JEDNODUCHÉ ÚVODY (2019) :

Skutečná odpověď závisí na arbitrážním procesu 1 Mb / s pro 40m sběrnici CAN, ale jakmile se sběrnice je získána šířka pásma může být zrychlena v závislosti na délce sběrnice, kapacitě linky, počtu připojených uzlů a ovladačů. Šířka pásma CAN FD je 3–8krát větší než klasická šířka pásma CAN.

Může. Seznamte se CAN-FD .

Proč byl potřeba nový protokol? CAN je sběrnice s více hlavami s arbitráží a hlášení chyb. Tyto funkce omezují rychlost přenosu dat na základě délky kabelu, protože signálu trvá určitou dobu, než se provede zpáteční cesta mezi dvěma nejvzdálenějšími uzly. To spolu s požadavky na zpětnou kompatibilitu vedlo k CAN-FD.

Klasický CAN s rychlostí 1 Mb / s je omezen na délku sběrnice 40 metrů. (V praxi si myslím, že je to kvůli zbloudilé kapacitě nižší.) Při rychlosti 100 Mb / s byste měli štěstí, že máte i půl metru použitelné délky sběrnice, což pro automobilové a průmyslové aplikace nestačí.

Je to proto, že standard CAN 2.0B nespecifikoval vyšší, aby se snížily náklady na hardware a stále splňovaly různé požadavky standard (jako vzdálenost a odolnost proti šumu). Není to technická překážka.

Standard byl napsán tak pravděpodobně proto, že považovali extra rychlost za zbytečnou pro zamýšlenou aplikaci a zbytečně specifikovali vyšší rychlost. by zvýšilo náklady na veškerý hardware podporující standard, pokud by byla kapacita nevyužita.

Pokud je standard napsán tímto způsobem, jen málo výrobců integrovaných obvodů se bude snažit jej překročit, protože to nemá smysl. „ve skutečnosti to není technická bariéra.