Care este factorul limitativ pentru ca o magistrală CAN să depășească lățimea de bandă de 1 Mbps?

From Cerințe privind nivelul fizic al rețelei zonei controlerului

CAN este o tehnologie open colector – protocolul nu ar putea funcționa altfel. înseamnă că starea recesivă a unui transceptor CAN nu este activă puternic condus. Rezistențele de terminare, împreună cu capacitatea de intrare a transceptorului și capacitatea cablului creează o descărcare constantă de timp RC atunci când un bit dominant acționat activ pe magistrală trece la un bit recesiv care nu este acționat. Pentru rate de semnalizare mai mari de 1 Mbps CAN, este necesară o tehnologie care acționează activ magistrala în ambele state, cum ar fi RS-485, pentru a facilita tranzițiile de magistrală necesare pentru ratele de semnalizare de mare viteză.

În cele din urmă, răspunsul la întrebare este modul în care protocolul CAN este implementat la nivel fizic. Modificați protocolul respectiv și puteți utiliza o rată de date mai mare.

De la Înțelegerea sincronizării bitului modulului CAN al microcipului :

… protocolul CAN implementează un program non- schemă de arbitraj distructivă bitbit care permite mai multe noduri să arbitreze pentru controlul magistralei. Prin urmare, este necesar ca toate nodurile să detecteze / eșantioneze biții în același timp de biți. Relația dintre întârzierea propagării și toleranța oscilatorului are efect atât asupra datelor CAN rata și lungimea autobuzului.

Două master-uri de la fiecare capăt al magistralei CAN trebuie să poată comunica și arbitra care dintre ele are autobuzul, în timp ce fiecare se află pe autobuz în același timp.

Dacă lungimea autobuzului este de 30 m, timpul necesar propagării semnalului pe autobuz este: $$ t_ {BUS} = 30 \ m @ 5.5 \ ns / m = 165 \ ns $ $

Presupunând că întârzierea comparatorului de intrare este \ $ t_ {CMP} \ $ = 40 ns și întârzierea driverului de ieșire este \ $ t_ {DRV} \ $ = 60   ns pentru toate dispozitivele.

Călătoria dus-întors timpul pentru un pic pe autobuzul fizic va fi:

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

Valoarea maximă rata imum este guvernată de lungimea magistralei, capacitatea liniei, nodurile conectate și driverele selectate de protocol. În principiu, la 30   m, CAN (ISO 11898) ar putea face 1,13   Mbps dacă totul ar fi perfect.

Cu cât autobuzul este mai lung, cu atât rata de date este mai mică. Dar un autobuz mai scurt ar însemna o rată mai mare. Rata de biți CAN față de lungimea magistralei:

Ambele documente la care se face referire intră în acest domeniu la o lungime mai mare.

CAN (ISO 11898) poate transfera până la 8 octeți la 1 Mbps cu un protocol bazat pe 80 „s. Cu vehiculele de astăzi, este necesar să se transfere mai multe date (pachete de 64 de octeți), dar la 1 Mbps, 64 de octeți ar ocupa un interval de timp mare, posibil întârziere date vitale.

CAN FD (Flexible Data-Rate) este o extensie la protocolul original CAN bus (ISO 11898-1). Este menit să ruleze pe autobuzele CAN existente și în cele din urmă să înlocuiască CAN.

Protocolul începe la CAN 1 Mbps (500 kbps etc.), cu posibilul proces de arbitraj între mai mulți master CAN și CAN FD , dar când masterul CAN FD obține autobuzul, rata de transfer de date accelerează la 5 Mbps către sclavii CAN FD. În acest ritm, 64 de octeți pot fi transferați în mai puțin timp decât un pachet CAN de 8 octeți de 1 Mbps. Aceasta înseamnă că nu există niciun conflict de timp cu transferurile CAN existente. Odată ce maestrul CAN FD renunță la autobuz, orice comandant CAN sau CAN FD poate obține autobuz.

De la CAN FD EXPLICAT – O INTRODUCERE SIMPLE (2019) :

Adevăratul răspuns depinde de procesul de arbitraj de 1 Mbps pentru un autobuz CAN de 40 m, dar odată ce autobuzul se obține lățimea de bandă poate fi accelerată în funcție de lungimea magistralei, capacitatea liniei, numărul de noduri conectate și driverele. Lățimea de bandă CAN FD este de 3-8 ori mai mare decât lățimea de bandă clasică CAN.

Poate. Faceți cunoștință cu CAN-FD .

De ce a fost necesar un nou protocol? CAN este un autobuz multi-master cu arbitraj și raportare a erorilor. Aceste caracteristici limitează rata de date în funcție de lungimea cablului, deoarece este nevoie de o anumită perioadă de timp pentru ca semnalul să facă o călătorie dus-întors între cele două cele mai îndepărtate noduri. Acest lucru, împreună cu cerințele de compatibilitate inversă, au dus la CAN-FD.

CAN clasic la 1 Mbps este limitat la o lungime a autobuzului de 40 de metri. (În practică, cred că este mai scăzut din cauza capacității rătăcite.) La 100 Mbps, ai fi norocos să ai chiar o jumătate de metru de lungime utilizabilă a autobuzului, ceea ce nu este suficient pentru aplicațiile auto și industriale.

Este pentru că standardul CAN 2.0B nu a specificat mai mult pentru a reduce costurile hardware și a îndeplini în continuare diversele cerințe ale standardul (cum ar fi distanța și imunitatea la zgomot). Nu este o barieră tehnică.

Standardul a fost scris în acest mod, probabil, deoarece consideră că viteza suplimentară nu este necesară pentru aplicația dorită și specifică inutil o viteză mai mare ar crește costul tuturor hardware-urilor care acceptă standardul atunci când capacitatea ar fi subutilizată.

Dacă standardul este scris în acest fel, puțini producători de circuite integrate se vor chinui să încerce să-l depășească, deoarece nu are rost. „Nu este o barieră tehnică.