Chẩn Đoán Cơ Bản - Tìm Hiểu Về Mạng CAN Trên Ô Tô

Ngày đăng: 04/06/2018 10:11 PM

Chẩn Đoán Cơ Bản - Tìm Hiểu Về Mạng CAN Trên Ô Tô - Phần 6

Tìm Hiểu Về Mạng CAN Trên Ô Tô - Phần 6 - Khung

tim-hieu-ve-mang-can-phan-6-1

Mạng CAN có thể được cấu hình để làm việc với hai định dạng khác nhau (hoặc "khung"): định dạng khung chuẩn hoặc định dạng khung cơ sở (được mô tả trong CAN 2.0 A và CAN 2.0 B) và định dạng khung mở rộng (chỉ được mô tả bởi CAN 2.0 B ). Sự khác biệt duy nhất giữa hai định dạng là "khung cơ sở CAN" hỗ trợ định dạng 11 bit cho mã định danh và "khung mở rộng CAN" hỗ trợ định dạng 29 bit cho số nhận dạng, được tạo thành từ mã nhận dạng 11 bit ("số nhận dạng cơ bản") và phần mở rộng 18 bit ("phần mở rộng định danh").

Sự khác biệt giữa định dạng khung cơ sở CAN và định dạng khung mở rộng CAN được thực hiện bằng cách sử dụng bit IDE, được truyền tín hiệu trội trong trường hợp khung 11 bit và được truyền đi dưới dạng khung hình lặn trong khung 29 bit. Bộ điều khiển CAN có hỗ trợ tin nhắn định dạng khung mở rộng cũng có thể gửi và nhận tin nhắn trong định dạng khung cơ sở CAN. Tất cả các khung hình bắt đầu bằng bit bắt đầu (SOF) biểu thị sự bắt đầu của quá trình truyền khung.

Mạng CAN có bốn loại khung:

Khung dữ liệu: một khung chứa dữ liệu nút để truyền
Khung từ xa: một khung yêu cầu truyền một số nhận dạng cụ thể
Khung lỗi: một khung được truyền bởi bất kỳ nút nào phát hiện lỗi
Khung quá tải: một khung để đưa vào một sự cản trở giữa dữ liệu hoặc khung từ xa

Khung dữ liệu

Khung dữ liệu là khung duy nhất để truyền dữ liệu thực tế. Có hai định dạng tin nhắn:

Định dạng khung cơ sở: với 11 bit định danh
Định dạng khung mở rộng: với 29 bit định danh

Tiêu chuẩn CAN yêu cầu thực hiện phải chấp nhận định dạng khung cơ sở và có thể chấp nhận định dạng khung mở rộng, nhưng phải cho phép định dạng khung mở rộng.

Định dạng khung cơ sở

tim-hieu-ve-mang-can-phan-6-2
Khung CAN ở định dạng cơ bản với các mức điện mà không có các chi tiết

Định dạng khung như sau: Các giá trị bit được mô tả cho tín hiệu CAN-LO

Tên trường	Chiều dài (Bit)	Mục đích
Điểm bắt đầu của khung (SOF)	1	Biểu thị sự bắt đầu truyền khung
Mã định danh (màu xanh lục)	11	Mã định danh (duy nhất) cũng đại diện cho mức độ ưu tiên của thông báo
Yêu cầu truyền từ xa (RTR) (màu xanh)	1	Phải là tín hiệu trội (0) cho khung dữ liệu và là tín hiệu lặn (1) cho khung yêu cầu từ xa (xem Khung từ xa, bên dưới)
Bit mở rộng định danh (IDE)	1	Phải là tín hiệu trội (0) cho định dạng khung cơ sở với số nhận dạng 11 bit
Bit lưu trữ (r0)	1	Bit lưu trữ. Phải là tín hiệu trội (0), nhưng được chấp nhận là tín hiệu trội hoặc tín hiệu lặn
Mã độ dài dữ liệu (DLC)(màu vàng)	4	Số byte dữ liệu (0-8 byte)^_[a]
Trường dữ liệu (màu đỏ)	0-64 (0-8 byte)	Dữ liệu được truyền đi (độ dài tính theo byte do trường DLC quyết định)
CRC	15	Kiểm tra dự phòng tuần hoàn
Bit phân tách CRC	1	Phải là tín hiệu lặn (1)
Bit báo nhận ACK	1	Bộ truyền gửi đi tín hiệu lặn (1) và bất kỳ bộ thu nào cũng có thể xác nhận tín hiệu trội (0)
Bit phân tách ACK	1	Phải là tín hiệu lặn (1)
ĐIểm kết thúc của khung (EOF)	7	Phải là tín hiệu lặn (1)

[a] Về mặt vật lý có thể có giá trị từ 9-15 được truyền trong DLC 4 bit, mặc dù dữ liệu vẫn được giới hạn ở 8 byte. Một số bộ điều khiển cho phép truyền hoặc nhận DLC lớn hơn 8, nhưng độ dài dữ liệu thực tế luôn được giới hạn ở 8 byte.

Định dạng khung mở rộng

Định dạng khung như sau:

Tên trường	Chiều dài (bit)	Mục đích
Điểm bắt đầu của khung (SOF)	1	Biểu thị sự bắt đầu truyền khung
Mã định danh A (màu xanh lục)	11	Phần đầu tiên của số nhận dạng (duy nhất) cũng đại diện cho mức độ ưu tiên của thông báo
Thay thế yêu cầu từ xa (SRR)	1	Phải là tín hiệu lặn (1)
Bit mở rộng định danh (IDE)	1	Phải là tín hiệu lặn (1) cho định dạng khung mở rộng với số nhận dạng 29 bit
Mã định danh B (xanh lục)	18	Phần thứ hai của số nhận dạng (duy nhất) cũng đại diện cho mức độ ưu tiên của thông báo
Yêu cầu truyền từ xa (RTR) (màu xanh)	1	Phải là tín hiệu trội (0) cho khung dữ liệu và là tín hiệu lặn (1) cho khung yêu cầu từ xa (xem Khung từ xa, bên dưới)
Các bit lưu trữ (r1, r0)	2	Các bit lưu trữ phải được đặt thành tín hiệu trội (0), nhưng được chấp nhận là tín hiệu trội hoặc tín hiệu lặn
Mã độ dài dữ liệu (DLC) (màu vàng)	4	Số byte dữ liệu (0-8 byte)^[a]
Trường dữ liệu (màu đỏ)	0–64 (0-8 byte)	Dữ liệu được truyền đi (độ dài được quyết định bởi trường DLC)
CRC	15	Kiểm tra dự phòng tuần hoàn
Bit phân tách CRC	1	Phải là tín hiệu lặn (1)
Bit báo nhận ACK	1	Bộ truyền gửi đi tín hiệu lặn (1) và bất kỳ bộ thu nào cũng có thể xác nhận tín hiệu trội (0)
Bit phân tách ACK	1	Phải là tín hiệu lặn (1)
Điểm kết thúc của khung (EOF)	7	Phải là tín hiệu lặn (1)

Hai trường định danh (A & B) kết hợp để tạo thành một mã định danh 29 bit.

Khung từ xa

• Thông thường việc truyền dữ liệu được thực hiện trên cơ sở độc lập với nút nguồn dữ liệu (ví dụ, một bộ cảm biến) gửi ra một khung Dữ liệu. Tuy nhiên, cũng có thể cho một nút đích yêu cầu dữ liệu từ nguồn bằng cách gửi một Khung từ xa.
• Có hai điểm khác biệt giữa Khung dữ liệu và Khung từ xa. Bit RTR đầu tiên được truyền dưới dạng bit chi phối trong Khung dữ liệu và thứ hai trong Khung từ xa không có Trường dữ liệu. Trường DLC cho biết độ dài dữ liệu của tín hiệu được yêu cầu (không phải là tín hiệu được truyền)

RTR = 0; Tín hiệu trội (DOMINANT) trong khung dữ liệu
RTR = 1; Tín hiệu lặn (RECESSIVE) trong khung từ xa

Trong trường hợp Khung dữ liệu và Khung từ xa có cùng số nhận dạng được truyền cùng một lúc, Khung dữ liệu sẽ ưu tiên được giám định do bit RTR chi phối theo định danh.

Khung lỗi

Khung lỗi bao gồm hai trường khác nhau:

• Trường đầu tiên được đưa ra bởi sự chồng chất của các cờ lỗi-ERROR FLAGS (6-12 bit trội / lặn) nhận được từ các trạm khác nhau.
• Trường thứ hai sau đây là dấu phân cách lỗi (ERROR DELIMITER) (8 bit lặn).

Có hai loại cờ báo lỗi:

♦ Cờ lỗi hoạt động
6 bit tín hiệu trội - Truyền qua một nút phát hiện lỗi trên mạng đang ở trạng thái lỗi "lỗi hoạt động".
♦ Cờ lỗi thụ động
6 bit tín hiệu lặn - Truyền bởi một nút phát hiện một khung lỗi hoạt động trên mạng đang ở trạng thái lỗi "lỗi thụ động".

Có hai bộ đếm lỗi trong mạng CAN:

1. Bộ đếm lỗi truyền (TEC)
2. Nhận bộ đếm lỗi (REC)

•   Khi TEC hoặc REC lớn hơn 127 và nhỏ hơn 255, khung lỗi thụ động sẽ được truyền trên mạng.
•   Khi TEC và REC nhỏ hơn 128, khung lỗi hoạt động sẽ được truyền trên mạng.
•   Khi TEC lớn hơn 255, thì nút sẽ chuyển sang trạng thái mạng Off, nơi không có khung nào được truyền đi.

Khung quá tải

Khung quá tải chứa hai trường bit Overload Flag và Overload Delimiter. Có hai loại tình trạng quá tải có thể dẫn đến việc truyền tải cờ quá tải:

1. Các điều kiện bên trong của bộ thu, yêu cầu sự chậm trễ của khung dữ liệu tiếp theo hoặc khung từ xa.
2. Phát hiện bit trội trong quá trình ngắt.

Sự bắt đầu của một khung quá tải do trường hợp 1 chỉ được phép bắt đầu tại thời điểm bit đầu tiên của thời gian chờ đợi dự kiến, trong khi khung quá tải do trường hợp 2 bắt đầu một bit sau khi phát hiện bit chi phối. Overload Flag bao gồm 6 bit trội. Biểu mẫu tổng thể tương ứng với biểu mẫu của cờ lỗi hoạt động. Biểu mẫu cờ quá tải phá hủy dạng cố định của trường ngắt. Kết quả là, tất cả các trạm khác cũng phát hiện tình trạng quá tải và trên phần của chúng bắt đầu truyền tải một cờ quá tải. Overload Delimiter bao gồm 8 bit lặn. Bit phân cách quá tải có cùng dạng với Bit phân tách lỗi.

Hy vọng những thông tin trên hữu ích đối với bạn. Nếu thích bài viết này, hãy chia sẻ cùng với bạn bè và đừng quên kết nối với chúng tôi!