Controller area network

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Le bus CAN (Controller Area Network) est un bus système série, fruit de la collaboration entre l'Université de Karlsruhe et Bosch. Il est surtout utilisé dans le secteur de l'automobile. Il fut présenté avec Intel en 1985. L'objectif était de réduire la quantité de câbles dans les véhicules (il y a jusqu'à 2 km de câbles par voiture) en faisant communiquer les différents organes de commande sur un bus unique et non plus sur des lignes dédiées, ceci devait
Controller area network

Le bus CAN (Controller Area Network) est un bus système série, fruit de la collaboration entre l'Université de Karlsruhe et Bosch. Il est surtout utilisé dans le secteur de l'automobile. Il fut présenté avec Intel en 1985. L'objectif était de réduire la quantité de câbles dans les véhicules (il y a jusqu'à 2 km de câbles par voiture) en faisant communiquer les différents organes de commande sur un bus unique et non plus sur des lignes dédiées, ceci devait permettre de réduire le poids des véhicules. Sur le bus peut être branché tout appareil respectant les spécifications du bus. Il existe pour le moment 2 normes couvrant les couches 1 et 2 du modèle OSI :
- Le CAN standard ou CAN 2.0 A : avec un identifiant d'objet codé sur 11 bits, qui permet d'accepter théoriquement jusqu'à 2 048 types de messages (limité à 2 031 pour des raisons historiques).
- Le CAN étendu ou CAN 2.0 B : avec un identifiant d'objet codé sur 29 bits, qui permet d'accepter théoriquement jusqu'à 536 870 912 types de messages. À la demande du SAE qui est à l'origine du standard J1939. Ces 2 normes sont compatibles, c’est-à-dire qu'il peut circuler sur un même réseau des messages suivant la norme 2.0A et des messages suivant la norme 2.0B. L'accès au bus CAN suit la technique CSMA/CR (écoute de chaque station avant de parler mais pas de tour de parole, résolution des collisions par priorité). L'émission d'une trame commence par l'émission de son identifiant d'objet. Les collisions sont résolues par un principe de "bit dominant" : si une station émet un '1' pendant qu'une autre émet un '0', c'est le '0' qui est transmis sur le support. La station qui a émis le 1 voit qu'elle n'est pas seule, sait qu'elle n'est pas la plus prioritaire, et cesse d'émettre. Concernant les débits atteints, la norme ISO 11898 recommande les vitesses suivantes en fonction de la longueur de bus et des charges capacitives : 1 Mbit/s ->40 m 500 Kbit/s ->100 m 100 Kbit/s ->500 m 20 Kbit/s ->1000 m Le bus CAN a été normalisé avec la norme ISO 11898. La communication se fait en série par le biais de trames qui se constituent des éléments suivants : - Bit SOF (Start Of Trame) indique le début d’une nouvelle trame à l’ensemble des éléments du réseau - zone d'arbitrage (11bits en standard) il s’agit de la zone ou tous les périphériques communiquent leur adresse, cette zone permet de déterminer qui peut envoyer sa trame. On rappelle que les adresses les plus basses sont prioritaires. - bit RTR (Remote Transmission Request) : détermine s'il s'agit d'une trame de données ou d'une trame de demande de message. - bit IDE qui établi la distinction entre format standard (état dominant) et format étendu (état récessif) - 1 bit réservé pour une utilisation future (r0 et aussi r1 en format étendu) - 4 bit DLC : nombre d'octets contenus dans la zone de données (par exemple pour une trame de 6 octets on enverra 0110) - zone de données de longueur comprise entre 1 et 8 octets - zone CRC de 15 bits :(Cyclic Redundancy Code) Ces bit sont recalculés à la réception et comparés aux bits reçus. S'il y a une différence, une erreur CRC est déclarée. Pour rappel la détection d’erreur CRC se base sur une succession de divisions du message reçu par un polynôme prédéfini. Grâce à ce système de détection, le taux d’erreur enregistré est très faible (inferieur a 4, 6 10-11). De plus, le réseau est capable de différencier les erreurs ponctuelles des erreurs redondantes. Ainsi tout périphérique défaillant peut être déconnecté du réseau afin de limiter les perturbations. Le réseau entre alors en mode « dégradé » -zone ACK (acknowledge : accusé de réception) composé d'un bit à l'état récessif ainsi qu'un bit séparateur ACK. Le premier bit doit être forcé à l’état dominant par les stations ayant bien reçu cette trame. - zone EOF de 7 bits : (End Of Frame) permet d'identifier la fin de la trame -Un dernier bit peut apparaitre, il s'agit du bit de "stuff". Lorsque la trame comporte 5 fois le meme état d'affilée (00000 ou 11111) il est ajouté un bit complémentaire des autres afin de resynchroniser l'horloge du bus. Par exemple 1111 1110 deviendra 1111 1011 0 Plusieurs couches applications (couche 7) ont été définies sur la norme CAN :
- CANopen.
- DeviceNet.
- SAE J1939.
- ISO11783 (ISOBUS).
- NMEA2000.
- CANaerospace.
- MilCAN.
- CAL.
- SDS.
- CAN Kingdom. Des réseaux alternatifs à CAN sont progressivement introduits dans les architectures Électriques Électroniques automobiles, tels FlexRay ou MOST.

Voir aussi

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Sujets connexes
Automobile   Bosch   Bus de terrain   Bus informatique   CANopen   Communication série   DeviceNet   FlexRay   Kilomètre   MOST   Modèle OSI   Organisation internationale de normalisation   SAE J1939   Université de Karlsruhe  
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