CANFelipe Augusto da Silva
Paulo Ricardo Cechelero Villa
Programação de Periféricos 07/1Profº Eduardo Bezerra
CAN - ?
Mas, o que é CAN?
Felipe Augusto da Silva – Paulo Ricardo Cechelero Villa – Programação de Periféricos 07/1 – Profº Eduardo Bezerra
CAN - Controller Area Network
O que é: Foi criado pela Bosch GmbH (Gesellschaft mit
beschränkter Haftung, Empresa limitada, Ltd. em alemão) nos meados de 1986.
Uma demanda da Mercedes-Benz e BMW, pois haviam dificuldade em conectar e compartilhar as informações da ECU (Electronic Control Units).
O padrão UART não servia, pois era somente para comunicação ponto-a-ponto, e era necessários conectar vários nodos.
Felipe Augusto da Silva – Paulo Ricardo Cechelero Villa – Programação de Periféricos 07/1 – Profº Eduardo Bezerra
CAN - Controller Area Network
O que é: O primeiro CAN Chip foi disponibilizado pela
Intel em 1987, e depois disso várias outras empresas.
Baseadas em RTO’s (sistemas de tempo real), possuem um controle rígido de erros e garantia de recebimento de mensagens.
As mensagens são geradas no modo de broadcast para um barramento único.
Felipe Augusto da Silva – Paulo Ricardo Cechelero Villa – Programação de Periféricos 07/1 – Profº Eduardo Bezerra
CAN - Controller Area Network
Felipe Augusto da Silva – Paulo Ricardo Cechelero Villa – Programação de Periféricos 07/1 – Profº Eduardo Bezerra
CAN - Controller Area Network
São 4 os tipos de mensagens trafegando nas redes CAN. São elas:
Mensagens enviadas quando o sistema esta num estado funcional: Data Frame
Remote Frame
Mensagens enviadas quando o sistema esta num estado
característico de erro: Error Frame
Overload Frame
Felipe Augusto da Silva – Paulo Ricardo Cechelero Villa – Programação de Periféricos 07/1 – Profº Eduardo Bezerra
CAN - Controller Area Network
Data Frame: Tipo de mensagem enviada na rede para transportar
informações correntes do sistemas, dados normais. Por exemplo;
em sistemas automotivos serve para sinalizar o estado da
temperatura do óleo (sensor que deve enviar informações
constantes).
Remote Frame: Mensagem enviada solicitando informação do
sistema, ou seja, quando um dispositivo precisa verificar se há água
no reservatório do sistema de limpeza do pára-brisa este envia uma
mensagem para o controlador do reservatória solicitando o estado
atual do mesmo.
Felipe Augusto da Silva – Paulo Ricardo Cechelero Villa – Programação de Periféricos 07/1 – Profº Eduardo Bezerra
CAN - Controller Area Network
Overload Frame: Mensagem que serve para indicar um estado
ocupado do sensor, ou seja, quando um dispositivo envia uma
mensagem de Remote Frame para um dispositivo ocupado é
retornado uma mensagem Overload indicando congestionamento
do dispositivo.
Error Frame: Mensagem característica quando um dispositivo indica
que não foi possível enviar uma mensagem de controle por ser
recessiva. Este tipo de mensagem também serve para indicar que o
dispositivo apresenta falhas.
Felipe Augusto da Silva – Paulo Ricardo Cechelero Villa – Programação de Periféricos 07/1 – Profº Eduardo Bezerra
CAN - Controller Area Network
Pacote de dados:
Felipe Augusto da Silva – Paulo Ricardo Cechelero Villa – Programação de Periféricos 07/1 – Profº Eduardo Bezerra
SOF (1 bit dominante): Marca o início de uma mensagem. Quando o
barramento se encontra ocioso, uma borda de descida do SOF sincroniza os
nodos da rede (hard sincronization);
Dados (0 a 64 bits): Contém o dado da mensagem;
CRC (16 bits): Contém o checksum dos bits precedentes da mensagem. Esse
checksum é usado para fazer detecção de erros;
ACK (2 bits): É composto pelo bit ACK Slot e pelo bit Delimitador de ACK.
Transmissores enviam ambos os bits em recessivo. Um receptor indica que
recebeu a mensagem enviando um bit dominante no ACK Slot. Isso indica ao
transmissor que ao menos um nodo recebeu a mensagem corretamente;
CAN - Controller Area NetworkCAN - Controller Area Network
EOF (7 bits recessivos): End Of Frame delimita o fim de uma mensagem. Bit
stuffing é desativado enquanto EOF está ativo;
IDLE (0 ou + bits recessivos): Sinaliza que o barramento está livre. Qualquer
nodo pode começar uma transferência de mensagem;
Intermission ou IFS - InterFrame Space (3 bits recessivos): IFS é o tempo
necessário para que um nodo transfira um pacote corretamente recebido do
barramento para área de armazenamento local (mailbox). É o tempo mínimo
entre a transmissão de dois pacotes (tempo interno para nodo processar o
pacote ).
Felipe Augusto da Silva – Paulo Ricardo Cechelero Villa – Programação de Periféricos 07/1 – Profº Eduardo Bezerra
Pacote de dados:
Arbitração e Controle: Esses campos são sub-divididos de acordo com a
figura abaixo.
CAN - Controller Area Network
Felipe Augusto da Silva – Paulo Ricardo Cechelero Villa – Programação de Periféricos 07/1 – Profº Eduardo Bezerra
Identificador (11 ou 29 bits): É o endereço lógico e a prioridade da
mensagem. Valores menores tem maior prioridade. O formato padrão
possui 11 bits, enquanto o estendido possui 29.
RTR (1 bit): Remote Transmission Request identifica se a mensagem é de
dados (dominante) ou de requisição de dados (recessivo);
IDE (1 bit): O IDE (Identifier Extension) identifica se a mensagem é do
formato padrão (dominante) ou estendido (recessivo);
SRR (1 bit recessivo): Substitute Remote Request;
r0 e r1( 2 bits dominantes): São bits de reserva;
CAN - Controller Area Network
Felipe Augusto da Silva – Paulo Ricardo Cechelero Villa – Programação de Periféricos 07/1 – Profº Eduardo Bezerra
DLC (4 bits): Data Length Code informa o número de bytes que será
transmitido. Originalmente CAN suporta o envio de até 8 bytes de dados
em um único pacote. Porém, em aplicações específicas, pode-se fazer
uso de até 16 bytes de dados por pacote. A tabela abaixo mostra a
codificação do campo DLC.
CAN - Controller Area Network
Felipe Augusto da Silva – Paulo Ricardo Cechelero Villa – Programação de Periféricos 07/1 – Profº Eduardo Bezerra
Pacote de requisição de dados:
CAN - Controller Area Network
Existem duas diferenças entre pacotes de dados e pacotes requisição de
dados:
Primeiramente o bit RTR é transmitido dominante em pacotes de dados e
recessivo em pacotes requisição de dados.
A outra diferença é que não existe campo de dados em pacotes requisição
de dados. Quando um pacote de dados e um pacotes requisição de dados
com mesmo identificador são transmitidos no mesmo instante, o pacote de
dados ganha a disputa devido ao bit RTR dominante. Assim, o nodo que
requisitou o dado recebe-o imediatamente.
Felipe Augusto da Silva – Paulo Ricardo Cechelero Villa – Programação de Periféricos 07/1 – Profº Eduardo Bezerra
CAN - Controller Area Network
Pacote de erro:
Um pacote de erro é gerado por qualquer nodo que detecte um erro. Sua
função, por tanto, é notificar a ocorrência de falhas. O pacote de erro é
formado por dois campos: flag de erro e delimitador de erro.
Felipe Augusto da Silva – Paulo Ricardo Cechelero Villa – Programação de Periféricos 07/1 – Profº Eduardo Bezerra
CAN - Controller Area Network
Flag de Erro – 6 bits – É o campo que sinaliza a existência de um erro.
Existem dois tipos de flag de erros: flag erro ativo e flag erro passivo. Um
nodo em estado de erro ativo envia um flag de erro ativo (dominante),
enquanto um nodo em estado de erro passivo envia um flag de erro passivo
(recessivo).
Delimitador de Erro – 8 bits (recessivos) - É transmitido pelo nodo que
enviou o dado que continha erro. Sua função é recomeçar comunicações
no barramento após uma falha.
Felipe Augusto da Silva – Paulo Ricardo Cechelero Villa – Programação de Periféricos 07/1 – Profº Eduardo Bezerra
CAN - Controller Area Network
Felipe Augusto da Silva – Paulo Ricardo Cechelero Villa – Programação de Periféricos 07/1 – Profº Eduardo Bezerra
CAN - Controller Area Network
Pacote Overload
É usado, basicamente, para sinalizar a um transmissor que o receptor não
está pronto para receber as próximas mensagens, portanto o transmissor
deve esperar para fazer a próxima transmissão.
O formato do pacote é idêntico ao pacote de erro com a diferença que
Overload Flag é sempre dominante e que o envio de um pacote de
overload ocorre sempre após os 3 bits de IFS, ou seja, depois do fim de um
mensagem.
Felipe Augusto da Silva – Paulo Ricardo Cechelero Villa – Programação de Periféricos 07/1 – Profº Eduardo Bezerra
CAN - Controller Area Network
Tamanho máximo do cabo: A 1 Mbit/s, um cabo com 40 metros pode ser
utilizado. Outros comprimento para o cabo (esses valores
são aproximados) 100m@500 kbit/s 200m@250 kbit/s 500m@125 kbit/s 6km@10 kbit/s
Felipe Augusto da Silva – Paulo Ricardo Cechelero Villa – Programação de Periféricos 07/1 – Profº Eduardo Bezerra
CAN - Controller Area Network
Outros padrões de CAN: ISO 11898-2: CAN high-speed
ISO 11898-3: CAN fault-tolerant (low-speed)
ISO 11992-1: CAN fault-tolerant for truck/trailer communication
ISO 11783-2: 250 kbit/s, Agricultural Standard
SAE J1939-11: 250 kbit/s, Shielded Twisted Pair (STP)
SAE J1939-15: 250 kbit/s, UnShielded Twisted Pair (UTP)
(reduced layer)
SAE J2411: Single-wire CAN (SWC)
Felipe Augusto da Silva – Paulo Ricardo Cechelero Villa – Programação de Periféricos 07/1 – Profº Eduardo Bezerra
CAN - Controller Area Network
Links sobre o assunto: www.google.com/search?q=can
http://en.wikipedia.org/wiki/Controller_Area_Network
TCC utilizando CAN: http://www.inf.pucrs.br/~eduardob/disciplinas/ProgPerif/can/tc_c
an/TCFinal.pdf
Links aleatórios: www.entensity.net
www.collegehumor.com
Felipe Augusto da Silva – Paulo Ricardo Cechelero Villa – Programação de Periféricos 07/1 – Profº Eduardo Bezerra