Komputery i sieci - podstawy

Ciągle przybywa w samochodach nowych układów elektronicznych, czujników i układów wykonawczych, które muszą się ze sobą komunikować. Magistrala CAN, CAN-bus (ang. Controller Area Network) to specjalny standard magistrali (zaproponowany przez firmę Bosch) do wymiany danych w samochodach. CAN służy do:

• Przesyłania poleceń do rozmaitego typu samochodowych urządzeń wykonawczych i czujników pomiarowych. Chociaż przełącznik świateł steruje np. kilkoma różnymi funkcjami, dochodzą do niego tylko trzy przewody: 2 przewody zasilania (plus, masa) oraz 1 przewód sygnału danych. Takim samym kablem połączone są wszystkie urządzenia wykonawcze i czujniki.
• Przesyłania informacji o stanie urządzeń wykonawczych i czujników pomiarowych
• Diagnostyki pojazdu (dane diagnostyczne przesyłane są do testera szyną CAN poprzez specjalne gniazdo o nazwie CARB).

Nazwa CAN-bus obejmuje zarówno samą magistralę, jak i protokół określający sposób przesyłania danych. CAN działa na zasadzie rozsiewczej (ang. broadcasting), co oznacza, że informacje są wysyłane przez jedno urządzenie, a pozostałe mogą je odbierać. Ponieważ wszystkie przesyłane pakiety danych zawierają nagłówek z identyfikatorem adresata, każdy z odbiorników wie, czy są one przeznaczone dla niego.

Magistrala CAN jest tak skonstruowana, że w jednej chwili nadawać może tylko jedno urządzenie. Jeśli zdarzy się kolizja, tzn. sytuacja w której wiele nadajników chce wysyłać dane, wszystkie milkną i jako pierwsze rozpoczynają transmisję te urządzenia, które mają najwyższy priorytet.

Magistrala CAN jest więc rodzajem sieci lokalnej czyli LAN. Tak jak sieć lokalną LAN wygodnie jest podzielić w celu zwiększenia jej przepustowości na segmenty łącząc je mostem tak również w pojazdach stosuje się czasem kilka magistral CAN.

Magistrala CAN znakomicie upraszcza okablowanie samochodu i stosowana jest we wszystkich nowoczesnych samochodach. Stosują ją jako standard m.in. firmy Volvo i Mercedes. W poprzedniku Mercedesa klasy S było 3,2 km kabli ważących 56 kg, dziś dzięki zastosowaniu magistrali CAN znajduje się tam tylko 2,2 km przewodów o masie 39 kg.

Auta firmy Mercedes klasy S i CL wyposażone są w światłowodowy odpowiednik magistrali CAN o nazwie D2B. Magistrala D2B ma przepustowość ponad 5,6 Mb/s, czyli około 60 razy więcej niż tradycyjna magistrala CAN.