Флаг ошибки, пассивный или активный

Флаги ошибки от других узлов

Разделитель ошибки

Предыдущий кадр

0..6

I I I I I I I I I I I I I I I I I I I

Рис. 7.10. Кадр ошибки

флаг перегрузки, активный или пассивный

Флаг{и) перегрузки от других узлов Разделитель ошибки

Предыдущий кадр

0..6

I I I I I I I I I I I I I I I I I I

Межкадровое пространство, поверх которого пишется кадр перегрузки

Рис. 7.11. Кадр перегрузки

► Кадр перегрузки (переполнения) посылается на шину подуровнями MAC или LLC (см. рис 7.1) при обнаружении перегрузки или некоторых ошибок. При получении кадра перегрузки узел задерживает передачу очередного кадра данных иа шину, давая приемнику время выполнить его задание.

Кадр перегрузки (рис 7.11) содержит два поля - флаг перегрузки и разделитель. По структуре кадр перегрузки совпадает с кадром ошибки, но отличается временем передачи. Кадр ошибки передается немедленно после ее обнаружения одним из узлов, а кадр перегрузки передается после окончания текущего кадра, игнорируя междукадровое пространство.

Появление кадра ошибки в современных сетях CAN - событие маловероятное Эта опция сохранена для совместимости с более медленны.ми CAN - контроллерами прежних разработок, например, с пионером - Intel80526.

Более современные контроллеры это Intel: 82527; Philips: SJAIOOO; Siemens: 81C90; Siemens: 81C91.

► Ha подуровне MAC между окончанием предыдушего и началом последую-шего кадра обязательно проходит некоторое время, которое называется между-кадровым пространством. Перед кадрами ошибок и перегрузки междукадрового

Узел в активном режиме или был приемником последнего сообщения

Узел в пассивном режиме или был отправителем последнего сообщения

Рис. 7.12. Междукадровое пространство

I I I I I I-ГТ1--1 I I I I I I I I

Доминирующий

Недоминирующий

II М I I I I I-

Последовательность с дополнительными битами

Рис. 7.13. Введение дополнительных битов для синхронизации

Кадр всегда передается начиная со стартового бита (SOF). В пределах 1юля первыми идут биты, несущие наиболее важную информацию.

► Побитовый арбитраж является особенностью протокола CAN.

Мультиплексная система, подчиняющаяся CAN-протоколу, является равно-ранговой. Любой узел имеет право на доступ к шине, когда она свободна. Признаком этого является обнаружение узло.м междукадрового пространства.

Приоритет сообщения определяется 11-битовым идентификаторо.м и следующим за ним битом индикатора запроса. Идентификатор, содержащий меньшее двоичное число, имеет более высокий приоритет. Приоритеты устанавливаются за различными событиями на этапе проектирования и не могут быть изменены динамически. Конфликт при попытке доступа нескольких узлов к шине разрешается побитовым арбитражем идентификаторов кадров, передаваемых конфликтующими узлами.

На рис. 7.14 показаны три узла, пытающиеся одновременно получить доступ к сети CAN. Для первого у,зла идентификатор 0111111..., для второго - 0100110..., для третьего - 0100111... Первые две цифры в идентификаторах совпадают, все три узла продолжают передавать информацию (в данном случае свои идентификаторы) на шнпу до прихода третьей цифры, при этом шина будет установлена в домипирую-

пространства нет. Пространство между кадрами может содержать поля: межчу-кадровое пространство , холостой ход тит>1 , задержка передачи . Для узлов в активном режиме (рис. 7.12) междукадровое пространство содержит паузу и холостой ход. Если узел находится в пассивно.м режиме и являлся передатчиком последнего кадра по мультиплексной шине данных, он добавляет 8 бит недомини-руюшего уровня ( задержка передачи ) в междукадровое пространство. Если другой узел начнет передачу данных в это время, то узел в режиме пассивной ошибки станет приемником следуюшего кадра, вместо того чтобы продолжить передачу. В этом случае узел в режиме пассивной ошибки присвоит все.м передаваемым им кадрам более низкий приоритет, чем у кадров, передаваемых узлами в режиме активной опшбки.

► В протоколе CAN используется NRZ-кол (non-return-to-zero). При этом эффективно используется частотная полоса линии связи, но если в последовательности .много битов одного значения, возможно нарушение синхрони,запии. Для пре-дотврашения этого в последовательность, состоящую из 5 и более одинаковых битов, вставляются дополнительные синхронизирующие биты (рис. 7.13). В приемнике эти вспомогательные биты автоматически убираются.

Исходная последовательность битов

Шина

проиграл

3-й проиграл

Рис. 7.14. Побитовый арбитраж

]цес состояние О . Да,1ее узел 1 прекратит передачу, так как передаваемая им цифра )(едо-минирующего уровня 1 отличается от нулевого состояния шины. Узлы 2 и 3 продолжат передачу до седьмого бита. В этот момент вре- мени передаваемый узло.м 3 бит 1 не совпа-

ZPj .ZPj -ZFj дает с состоянием шины О и узел 3 отктю-

чится, передачу продолжит только узел 2.

При гаком побитовом арбитраже сохраняется первая часть сообшения и наиболее важная информация с более высоким приоритетом передается без перерыва, проигравшие узлы автоматически становятся прие.мника.ми для сообщений с более высокими приоритетами. При побитовом арбитраже даже при сильной загрузке коммуникационной шины и невозможности отправить все сообшения в данное время отправляются наиболее важные.

Неразрешимые конфликты могут возникнуть на шине, если в кадрах запроса совпадают идентификаторы, но указано разное число битов в требуемых данных. Для избежания конфликтов в пределах системы эти числа должны быть одинаковыми.

► Протокол CAN в отличие от других не использует квитирование сообщений. Вместо этого CAN сигнализирует об обнаруженных ошибках. В протоколе имеется пять способов обнаружения ошибок:

контроль циклически избыточным кодом (CRC). Передатчик добавляет в кадр дополнительные биты в поле CRC, испо.зьзуя образующий полином и содержимое кадра. На принимающей стороне определяется код CRC и сравнивается с переданным. Отсутствие совпадения определяется как ошибка CRC;

проверка кадра. Проверяются форматы полей кадра. Обнаруженные ошибки называются ошибками кадра;

определение ошибки АСК. Приемник, получивший информацию, устанавливает бит АСК в доминантное состояние. Передатчик, не получивший подтверждения в такой форме, уведомляется об ошибке в кадре или отсутствии приемников.

В протоколе CAN имеется две процедуры обнаружения ошибок на битовом уровне:

мониторинг шины. Узел может контролировать собствен)1ое сообщение при передаче и может обнаружить несоответствие между тем, что он передает, и тем, что приходит к приемнику. Исключением является посылка недоминантных битов при арбитраже или бита АСК. Это позволяет отличать глобальные ошибки от локальных ошибок передатчика;

определение ошибки при вводе дополнительных битов синхронизации. Оптибка определяется при получении приемником шести одинаковых последовательных битов.

Первые три из перечисленных способов реализуются на уровне сообщения (кадра), два последних - на битовом уровне.