Az adatcsere alapjai a CAN-BUSZ rendszerekben. A CAN-BUSZ rendszerekben történ1 adatcserének folyamata olyan mint egy telefonos konferencia beszélgetés. Vagyis az el1fizet1 (autó esetében a vezérl1egység) belemondja az adatokat telefonkagylóba (autó esetében sodrott érpár hálózatba) és közben a többi el1fizet1 hallgatja az adást. Néhány el1fizet1 érdekelt lesz majd az adás tartalmával kapcsolatban, míg másokat nem fog érdekelni az adás, figyelmen kívül hagyják teljesen, mert az üzenet tartalmából kiderítik, hogy nem nekik szól az üzenet. Rögtön tisztázandó a következ1 probléma: hogyan dönti el a buszon lév1 vev1k sokasága, hogy melyiküknek szól az üzenet, hiszen nincs direkt, hanem csak tartalommal történ1 címzés. Alapvet1en minden résztvev1minden üzenetet egy id1ben megkap, de csak a beérkezett üzenet nyugtázása után kezdi megvizsgálni, hogy ténylegesen neki szól-e a vett üzenet. Ehhez minden résztvev1 egy olyan memóriát használ, melybe gyártáskor beírják azon üzenetek státusz kódját (kés1bbiekben lesz róla szó), melyet el kell fogadnia.
Milyen egységeket foglal magába a CAN-BUSZ? A CAN-BUSZ hálózat magába foglal egy CAN vezérl1t, egy adó-vev1t, két adatbusz végpontot, és két adatbusz vezetéket. Az adatbusz vezetékekt1l eltekintve, mindegyik egység a vezérl1egységen belül helyezkedik el. Ezek után nézzük meg sorban, hogy mi célt is szolgálnak ezek az egységek, mert a fenti néhány szavas megfogalmazásból még egy átlagos ember számára nem igazán lenne érthet1 a dolog. De mindezek eltt fontos megjegyezni, hogy a vezérlegységek szerepe továbbra is ugyanaz marad mint régen, csak a kommunikáció más azáltal, hogy a vezérlegységek a hagyományos eddigi alkatrészeiken túl, tartalmazzák még azt a néhány plusz elektromos alkatrészeket amelyeket fent írtam. (CAN-vezérlt, adó-vevt, adatbusz végpontot) CAN vezérl: A vezérl1egységekben található. Fogadja és továbbítja az adatokat a szintén vezérl1egységbe épített mikroszámítógépt1l. A CAN vezérl1 feldolgozza ezeket az adatokat és továbbítja 1ket a CAN adó-vev1nek. A CAN vezérl1 ugyancsak fogadja az adó-vev1 adatait, feldolgozza 1ket és továbbítja a vezérl1egységbe integrált mikroszámítógépnek.
Adó-vev egység: Vezérl1egységben található és közvetít1 szerepet tölt be az adatbusz vezeték és a CAN-vezérl1 között. Amint a nevében is benne van, képes információ adására, és annak fogadására. Fogadja a CAN vezérl1 adatait és kiküldi az adatokat az adatbusz vezetékre. Továbbá visszafelé is érvényes ugyanez, vagyis fogadja az adatbusz vezetékr1l az adatokat és továbbítja a CAN vezérl1nek. Érdemes még megemlíteni, hogy az adó-vev1 egység a be- és kimen1 adatok átalakítását is végzi, de ennek a részleteibe szükségtelen belemeni. Adatbusz végpontok: Az adatbusz végpontok nem mások mint ellenállások. Nagyfrekvenciás technikában minden kábelt a hullámellenállásával kell lezárni, a vonalon terjed1 jel visszaver1désének (reflexió) megakadályozására. A nagy sebesség CAN-rendszer buszkábelén is nagyfrekvenciás impulzusok formájában terjed az információ, ezért a rendszer teljes összeomlásához vezethetne, ha nem alkalmaznának lezáró ellenállásokat. A buszon terjed1 bitfolyam, a lezáratlan vonalvégr1l visszaver1dve szembe találkozik a kés1bb indítottal, ami szuperponálódásuk következtében jeltorzuláshoz, végül teljes káoszhoz vezethet. Illesztett lezáráskor a hullámellenállás felemészti a terjed1 energiát, így nem jön létre az impulzusok visszaver1dése. Ennek megfelel1en szigorú el1írás, hogy a buszkábel két, egymástól legtávolabbi pontját el1írt érték hullámellenállásokkal kell lezárni. Az alkalmazott ellenállásértékek 120-300 ohm közötti értéktartományban mozognak. Egy megvalósított rendszernél a kábel (buszvonal) kezdetén lév1 állomásba építik be a lezáró ellenállást, és hasonlóan járnak el a végén található állomás esetében is. A buszrendszerre kapcsolódó állomások meglehet1sen nagy bemeneti ellenállással rendelkeznek, ezért számuk egy fels1 határig szinte lényegtelen, hiszen a szokásos, néhányszor 100 ohmos lezáró ellenálláshoz párhuzamosan kapcsolódva, annak értékét érdemben nem befolyásolják. Ezek a hullámellenállások viszont éppen a buszvonal fizikai épségének gyors ellen1rzési lehet1ségét jelenthetik számunkra. Ellenállásmér1vel feszültségmentes, bontatlan hálózatnál rámérve a buszvonalakra (2 vezetékes kialakítás), hibátlan esetben ezen két ellenállás párhuzamos ered1jét mérhetjük, mely értéket csekély mértékben befolyásolja a csatlakozó állomások száma. Gyanús esetben a lezáró ellenállások értéke külön-külön is kimérhet1, ha az egységekr1l a buszcsatlakozót lehúzzuk és az egység megfelel1 pontjai (CAN-H; CAN-L) között abba befelé mérünk. Célszer megemlíteni, hogy a kis sebesség CAN-rendszereknél 5-30 Kbit/s átviteli sebességig (komfortrendszerek) nem szoktak lezáró ellenállásokat használni, hiszen a korábban említett problémák, az alacsony bitsebesség miatt, töredékükre zsugorodnak. Adatbusz vezeték: Csavart érpár vezeték, amelyen kétirányú adatáramlás történik. (pl: motor fordulatszám, üzemanyag szint, gépjárm sebesség, ht1folyadék h1mérséklet, gázpedál helyzet stb) Mind a két vezetéknek külön-külön megnevezése van. A szakirodalom a következ1 megnevezéseket alkalmazza: - CAN-High vezeték (Szószerinti magyar fordításban CAN-Magas vezeték). Rövidítve: CAN-H - CAN-Low vezeték (Szószerinti magyar fordításban CAN-Alacsony vezeték) Rövidítve: CAN-L
Lényegében tehát egyetlen bitsorozatot továbbítunk a két vezetéken, csak ellenfázisban, így a kifogástalan jelátvitel kitn1 zavarelnyomással párosul. Érdemes megjegyezni, hogy a sodrot érpárral mköd1 CAN-busznál az sem okoz mködési kiesést, ha valamelyik CAN-IC-nek a vonalmeghajtó tranzisztorai bezárlatosodnak, vagy valamelyik vonalér önmagában test- vagy tápfeszültség zárlatos. Az alaposan megtervezett rendszer kialakítása olyan, hogy a szimmetrikus helyett az aszimmetrikus meghajtást is elfogadja, természetesen a zavarérzékenysége megnövekszik. Mivel a szakirodalmakban sem szokták a magyar fordítást használni ezért én is a kés1bbiekben az angol megnevezést használom, mert ha más szakirodalmat olvasol ott is túlnyomó többségben az angol megnevezésekkel fogsz találkozni. Csavart érpár az er1átviteli rendszerb1l VAG (VW,Audi,Seat,Skoda) csoport gépkocsiknál általánosságban elmondható, hogy a CAN adatbusz csavart érpár vezeték narancssárga szín. Továbbá az er1átviteli rendszerben a CAN-H vezetéken van egy fekete szín kiegészít1 jelölés. A komfort elektronikai rendszerben a kiegészít1 jelölés zöld, a szórakoztató elektronika rendszerben pedig ibolya szín jelöléssel rendelkezik a CAN-H vezeték. Az adatbusz vezetékeknek nincsen kinevezett vev1 készüléke, az adatbusz vezetékre küldött üzenetet az ÖSSZES vezérl1egység megkapja, és kiértékeli, hogy vajon 1 neki szól e az információ avagy sem. Az adatbuszra küldött adatok tartalmazzák, hogy kinek szól az információ, ezáltal a vezérl1egységek egyszeren el tudják dönteni, hogy nekik szól az üzenet, avagy sem.
Az adat továbbítás folyamata Egy részér1l már az el1bb a fentiekben volt szó, de most kicsit b1vebben beszélnék róluk. Adat szolgáltatás: A vezérl1egységben található mikroszámítógép szolgáltatja az adatot CAN vezérl1nek. (Ezek az adatok lehetnek például motorvezérl1 egység esetén: befecskendezési id1, számított motorterhelés, fojtószelep pozíció stb) Adat küldés: A CAN adó-vev1 fogadja az adatokat a CAN vezérl1t1l, majd átkonvertálja 1ket elektromos jelekké és elküldi 1ket az adatbusz vezetékre. Adat fogadás: Az összes hálózatba kötött vezérl1egység vev1vé válik és fogadja az üzenetet. Adatok ellenrzése: A vezérl1egységek leellen1rzik, hogy a kapott adat 1nekik szól e, avagy sem, szükséges e nekik a kapott információs csomag a mködésükhöz. Ha úgy dönt a vezérl1egység, hogy az üzenet nem neki szól, és nincs szüksége erre az információra akkor a küldött üzenetet teljesen figyelmen kívül hagyja. Adatok elfogadása: Ha a beérkez1 adat fontos, akkor azt a vezérl1egység elfogadja, és az adatot feldolgozza. Ha nem fontos, akkor figyelmen kívül hagyja. A következ1 ábra jól szemlélteti az adatok továbbításának folyamatát a CAN-BUSZ hálózatban. Hamarosan folytatjuk.