Warum kann die Baudrate nicht über 1 Mbit / s hinaus erhöht werden?
Kommentare
- Abhängig von den verwendeten Standards und Treibern. Es gibt schnellere Versionen, aber es gibt andere Unterschiede.
- Meine Frage ist, warum ' wir keine höheren Geschwindigkeiten wie bis zu 100 Mbit / s erreichen können Verwenden von CAN?
- Zünd- und HF-Störfestigkeit und Verzögerungskonflikte auf dem Bus
- Überprüfen Sie: Welche maximale Bitrate wird von Can unterstützt? Bus
- Der CAN-Bus hat keine offene Synchronisation, außer zum Erkennen von Kollisionen.
Antwort
Von Anforderungen an die physikalische Schicht des Controller-Bereichsnetzwerks
CAN ist eine Open-Collector-Technologie – das Protokoll könnte sonst nicht funktionieren bedeutet, dass der rezessive Zustand eines CAN-Transceivers nicht aktiv ist vely gefahren. Die Abschlusswiderstände erzeugen zusammen mit der Transceiver-Eingangskapazität und der Kabelkapazität eine RC-zeitkonstante Entladung, wenn ein aktiv angesteuertes dominantes Bit auf dem Bus in ein nicht angesteuertes rezessives Bit übergeht. Für Signalisierungsraten größer als 1 Mbit / s von CAN ist eine Technologie erforderlich, die den Bus in beiden Zuständen aktiv ansteuert, z. B. RS-485, um die für Hochgeschwindigkeitssignalisierungsraten erforderlichen Busübergänge zu erleichtern.
Letztendlich lautet die Antwort auf die Frage, wie das CAN-Protokoll auf physikalischer Ebene implementiert wird. Ändern Sie dieses Protokoll, und es kann eine höhere Datenrate verwendet werden.
Von Grundlegendes zum Bit-Timing des CAN-Moduls von Microchip :
… das CAN-Protokoll implementiert ein Nicht- destruktives bitweises Arbitrierungsschema, das es mehreren Knoten ermöglicht, zur Steuerung des Busses zu vermitteln. Daher ist es erforderlich, dass alle Knoten die Bits innerhalb derselben Bitzeit erfassen / abtasten. Die Beziehung zwischen Ausbreitungsverzögerung und Oszillatortoleranz wirkt sich auf beide CAN-Daten aus Rate und Buslänge.
Zwei Master an beiden Enden des CAN-Busses müssen in der Lage sein, zu kommunizieren und zu entscheiden, welcher den Bus hat, während sich beide gleichzeitig auf dem Bus befinden.
Wenn der Die Buslänge beträgt 30 m. Die Zeit, die benötigt wird, um das Signal über den Bus zu verbreiten, beträgt: $$ t_ {BUS} = 30 \ m @ 5,5 \ ns / m = 165 \ ns $ $
Angenommen, die Verzögerung des Eingangsvergleichers ist \ $ t_ {CMP} \ $ = 40 ns und die Verzögerung des Ausgangstreibers ist \ $ t_ {DRV} \ $ = 60 ns für alle Geräte.
Die Hin- und Rückfahrt Die Zeit für ein bisschen auf dem physischen Bus ist:
$$ 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 \ times TQ = 883.3 \ ns $$ $$ f = 1 / t_ {BIT} = 1 / 883.3 \ ns = 1.13 \ MHz $$
Die max Die Bildrate wird durch die Buslänge, die Leitungskapazität, die verbundenen Knoten und die vom Protokoll ausgewählten Treiber bestimmt. Im Prinzip könnte CAN (ISO 11898) bei 30 m 1,13 Mbit / s ausführen, wenn alles perfekt wäre.
Je länger der Bus, desto langsamer die Datenrate. Ein kürzerer Bus würde jedoch eine höhere Rate bedeuten. CAN-Bitrate vs. Buslänge:
Beide Dokumente, auf die verwiesen wird, werden ausführlicher behandelt.
CAN (ISO 11898) kann bis zu 8 Byte bei 1 übertragen Mbit / s mit einem Protokoll, das auf den 80er Jahren basiert. Bei heutigen Fahrzeugen müssen mehr Daten (64-Byte-Pakete) übertragen werden, aber bei 1 Mbit / s würden 64 Byte einen zu großen Zeitschlitz in Anspruch nehmen und möglicherweise verzögern wichtige Daten.
CAN FD (Flexible Data-Rate) ist eine Erweiterung des ursprünglichen CAN-Bus-Protokolls (ISO 11898-1). Es soll auf vorhandenen CAN-Bussen ausgeführt werden und schließlich CAN ersetzen.
Das Protokoll beginnt bei CAN 1 Mbit / s (500 kbps usw.) mit dem möglichen Arbitrierungsprozess zwischen mehreren CAN- und CAN FD-Mastern Wenn der CAN-FD-Master jedoch den Bus erhält, beschleunigt sich die Datenübertragungsrate auf 5-Mbit / s zu CAN-FD-Slaves. Mit dieser Rate können 64 Bytes in kürzerer Zeit als ein 8-Byte-CAN-1-Mbit / s-Paket übertragen werden. Dies bedeutet, dass kein Zeitkonflikt mit vorhandenen CAN-Übertragungen besteht. Sobald der CAN-FD-Master den Bus aufgibt, kann jeder CAN- oder CAN-FD-Master den Bus erhalten.
Von CAN FD ERKLÄRT – EIN EINFACHES INTRO (2019) :
Die wahre Antwort hängt vom 1-Mbit / s-Arbitrierungsprozess für einen 40-m-CAN-Bus ab, jedoch nur vom Bus erhalten wird, kann die Bandbreite in Abhängigkeit von der Buslänge, der Leitungskapazität, der Anzahl der verbundenen Knoten und den Treibern beschleunigt werden. Die CAN-FD-Bandbreite beträgt das 3-8-fache der klassischen CAN-Bandbreite.
Antwort
Es kann. Treffen Sie CAN-FD .
Warum wurde ein neues Protokoll benötigt? CAN ist ein Multi-Master-Bus mit Arbitrierung und Fehlerberichterstattung. Diese Funktionen begrenzen die Datenrate basierend auf der Kabellänge, da das Signal eine gewisse Zeit benötigt, um einen Roundtrip zwischen den beiden am weitesten entfernten Knoten durchzuführen. Dies führte zusammen mit den Anforderungen an die Abwärtskompatibilität zu CAN-FD.
Klassisches CAN mit 1 Mbit / s ist auf eine Buslänge von 40 Metern begrenzt. (In der Praxis denke ich, dass es aufgrund der Streukapazität geringer ist.) Bei 100 Mbit / s hätten Sie das Glück, sogar einen halben Meter nutzbare Buslänge zu haben, was für Automobil- und Industrieanwendungen nicht ausreicht.
Antwort
Dies liegt daran, dass der CAN 2.0B-Standard keine höheren Werte angegeben hat, um die Hardwarekosten zu senken und dennoch die verschiedenen Anforderungen von zu erfüllen Der Standard (wie Entfernung und Störfestigkeit). Es ist keine technische Barriere.
Der Standard wurde wahrscheinlich so geschrieben, da sie die zusätzliche Geschwindigkeit für die beabsichtigte Anwendung als unnötig erachteten und unnötig eine höhere Geschwindigkeit spezifizierten Dies würde die Kosten für die gesamte Hardware erhöhen, die den Standard unterstützt, wenn die Fähigkeit nicht ausreichend genutzt wird.
Wenn der Standard so geschrieben wird, werden sich nur wenige IC-Hersteller die Mühe machen, ihn zu übertreffen, da es keinen Sinn macht „ist nicht wirklich eine technische Barriere.