CANバス技術と応用
CAN通信技術の概要
CAN (Controller Area Network) はコントローラーエリアネットワークです。 CAN は、その高性能、高信頼性、ユニークな設計により、人々からの評価が高まっています。
BOSCH はもともとドイツで自動車の監視および制御システム用に CAN を設計しました。現代の自動車は、エンジンのタイミング、燃料噴射制御、加速および制動制御 (ASC)、複雑なアンチロック ブレーキ システム (ABS) などの電子デバイスによって制御されることが増えています。これらの制御には大量のデータの検出と交換が必要なため、配線された信号線の使用は煩雑で高価であるだけでなく、問題の解決も困難です。 CAN バスを使用すると、上記の問題はうまく解決されます。
1993 年に、CAN は国際標準 ISO11898 (高速アプリケーション) および ISO11519 (低速アプリケーション) になりました。
CAN 仕様は、CAN 1.2 仕様 (標準形式) から CAN 1.2 仕様と互換性のある CAN2.0 仕様に進化しました (CAN2.0A は標準形式 CAN2.{{9} }B は拡張フォーマットです)。現在使用されている CAN デバイスのほとんどは CAN2.0 仕様に準拠しています。
CANバスの機能
CAN バスはシリアル データ通信プロトコルです。その通信インターフェイスは、CAN プロトコルの物理層とデータリンク層の機能を統合し、ビット充填、データ ブロックのエンコード、巡回冗長検査、優先度の決定、その他のタスクを含む通信データのフレーム化を完了できます。
CANバスの特徴は以下の通りです。
(1) マルチマスターモードで動作可能です。ネットワーク上のどのノードも、マスターかスレーブに関係なく、いつでもネットワーク上の他のノードに情報をアクティブに送信できます。通信モードは柔軟です。
(2) ネットワーク上のノード (情報) は、さまざまなリアルタイム要件を満たすためにさまざまな優先順位に分割できます。
(3) 非破壊ビットアービトレーションバス構造機構を採用しています。 2 つのノードが同時にネットワークに情報を送信すると、優先順位の低いノードは積極的にデータ送信を停止しますが、優先順位の高いノードは影響を受けることなくデータの送信を続けることができます。
(4) データは、ポイントツーポイント、ポイントツーマルチポイント (グループ化)、グローバル ブロードキャストなどのいくつかの伝送モードで受信できます。
(5) 最大直接通信距離は10km（速度5Kbps以下）に達します。
(6) 最大通信速度は1MB/sに達します(この時の最大距離は40m)
(7) 実際のノード数は 110 に達する可能性があります。
(8)ショートフレーム構造を採用しており、各フレームの有効バイト数は8バイトです。
(9) 情報の各フレームには CRC チェックなどのエラー検出手段があり、データエラー率は非常に低いです。
(10) 通信媒体としては、ツイストペア、同軸ケーブル、光ファイバなどが考えられます。一般に、安価なツイストペアを使用でき、特別な要件はありません。
(11) 重大なエラーが発生した場合、ノードはバス上の他の動作に影響を与えないよう、自動的にバスをシャットダウンし、バスとの接続を遮断する機能を備えています。