GERY020A January   2023  – March 2024

 

  1.   1
  2.   Auf einen Blick
  3.   Einführung
  4.   Ethernet
  5.   FPD-Link-Technologie
  6.   CAN-Bus
  7.   PCIe-Technologie
  8.   Fazit
  9.   Quellennachweise

CAN-Bus

DIE CAN-Kommunikation hat sich seit ihrer Entwicklung durch die Robert Bosch GmbH in den 1980er Jahren stark weiterentwickelt. Das Multidrop-Netzwerkprotokoll reduzierte die im Fahrzeug erforderliche Kabelverdrahtung erheblich und ermöglichte gleichzeitig ein Vermittlungskommunikationssystem, das Buszugriff auf den Knoten mit höchster Priorität auf dem Bus gewährt. Das CAN-Protokoll und die Bitübertragungsschicht wurden Anfang der 1990er Jahre für Datenraten bis 1 Mbit/s genormt. Die heutige CAN-Kommunikation erreicht Geschwindigkeiten von bis zu 10 Mbit/s und überbrückt die Lücke zwischen dem klassischen 1990s CAN und Low-Speed-Ethernet für die Automobilindustrie wie 10Base-T.

CAN ist ein serieller Multicommander-Bus; mit anderen Worten: Kein einzelner Commander-Knoten steuert, wenn einzelne Knoten den CAN-Bus lesen und schreiben können. Jeder Meldungsrahmen enthält eine Kennung, die die Priorität der CAN-Meldung festlegt. Wenn mehrere Knoten gleichzeitig versuchen, an den CAN-Bus zu übertragen, übernimmt der Knoten mit der höchsten Priorität (oder der niedrigsten Arbitration-ID) die Kontrolle über den Bus. DIE CAN-Kommunikation ist in rauen Umgebungen zuverlässig und ermöglicht Steuergeräten die Kommunikation mit nur einem einzigen Kabelpaar.

Als CAN in den 1980er Jahren ursprünglich entwickelt wurde, war die Anzahl der Steuergeräte in einem Fahrzeug relativ gering. Heute können Pkw mehr als 100 Steuergeräte enthalten, die Funktionen steuern, die von der wesentlichen Servolenkung bis hin zu Luxusfunktionen wie Sitzmassagegeräten und Lenkradheizungen reichen. Mit der Zunahme von Steuergeräten und dem Bedarf an fortschrittlicheren Sicherheitsfunktionen in Pkws hat sich auch die CAN-Kommunikation weiterentwickelt.

Tabelle 1 Enthält weitere Informationen über CAN-Kommunikationsnetzwerke, einschließlich neuer Standards wie CAN FD Light, CAN Signal Improvement Capability (SIC) und CAN Extra Long (XL). Erfahren Sie mehr über CAN in der Einführung zum Controller Area Network (CAN).

Tabelle 1 Die Entwicklung von CAN.
Protokoll Bitrate Standard- Beschreibung
CAN XL 10 Mbps + CiA 610-1 CAN XL erhöhte die maximale Nutzlast auf 2 kB, um eine noch höhere Bitrate zu ermöglichen und somit die Lücke zwischen CAN und Low-Speed-Ethernet zu schließen
CAN FD SIC < 8 Mbit/s CiA 601-4 Die Signalverbesserungsfunktion reduziert das Überschwingen an der dominanten zu rezessiven Flanke, um komplexere Topologien zu ermöglichen
CAN FD-Leuchte ≤ 5 Mbps CiA 604-1 Zweidraht-Commander-Responder-Architektur mit der Robustheit der Bitübertragungsschicht des CAN-FD
CAN FD < 5 Mbit/s ISO 11898 Flexible Datenrate erhöhte die maximale Nutzlast von 64 Byte, um eine höhere Bitrate zu ermöglichen
CAN ≤ 1 Mbps ISO 11898 Zweiadriger serieller Multicommander-Bus mit einer maximalen Nutzlast von 8 Bytes
Local Interconnect Network (LIN) 1 – 20 kbps ISO 17987 Einzeldraht-Commander-Responder-Architektur