Protocolo Can

Definición

CAN, o CAN Bus, es la forma abreviada de Controller Area Network es un bus de comunicaciones serial para aplicaciones de control en tiempo real, con una velocidad de comunicación de hasta 1 Mbit por segundo, y tiene excelente capacidad de detección y aislamiento de errores. Es decir, esta es la mejor y más nueva tecnología actual en los vehículos. De hecho, varios fabricantes de vehículos desde el 2003, incluidos Toyota, Ford, Mazda , Mercedes Benz , BMW y otros ya tienen instalado este sistema. Del mismo modo que OBD 2 fue obligatorio para todos los vehículos desde 1996, el CAN Bus será de instalación obligatoria en todos los vehículos a partir de 2008

Este sistema emplea dos cables en los cuales viajan dos señales exactamente iguales en amplitud y frecuencia pero completamente inversas en voltaje los módulos con estos dos pulsos identifica el mensaje, pero también tiene opciones de mantener la red activa aunque falle uno de los cables de comunicación.

2. Beneficios de CAN

CAN es una red duradera y económica que permite a varios dispositivos comunicarse entre sí. Un beneficio es que permite a las unidades de control electrónico (ECUs) tener una sola interfaz CAN (ver Figura 1), en lugar de diferentes entradas analógicas y digitales para cada dispositivo en el sistema. Esto reduce el costo y peso en los automóviles.

3. Aplicaciones de CAN

CAN fue creado en un principio para uso automotriz, por lo que su aplicación más común es para comunicación en vehículo de dispositivos electrónicos

ojo

Por ejemplo, en aplicaciones ferroviarias se utiliza CAN en vagones, tranvías, subterráneos, trenes ligeros, y trenes de distancias largas para comunicar las unidades de las puertas o controladores de freno, unidades de conteo de pasajeros, y más. CAN también tiene aplicaciones en aviación con los sensores del estado del vuelo, sistemas de navegación, y computadoras de investigación en la cabina de control. También puede encontrar buses CAN en muchas aplicaciones aeroespaciales, que van desde el análisis de datos en vuelos a los sistemas de control del motor de la nave como los sistemas de combustible, bombas y actuadores lineales.

Los fabricantes de equipo médico utilizan CAN como una red embebida en los dispositivos médicos. De hecho, algunos hospitales utilizan CAN para manejar cuartos de operación completos. Los hospitales controlan componentes operativos del cuarto como luces, máquinas de rayos X y camas de pacientes con sistemas basados en CAN. CANopen también es utilizado en aplicaciones no industriales como en equipo de laboratorio, cámaras deportivas, telescopios, puertas automáticas e incluso, máquinas de café.

4. Capas Físicas de CAN

CAN tiene diferentes capas físicas que puede utilizar. Estas capas físicas clasifican ciertos aspectos de la red, como lo son los niveles eléctricos, esquemas de señales, impedancia en los cables, tasa máxima de transmisión, y más.

CAN de Alta Velocidad

CAN de alta velocidad es la capa física más común. Las redes de CAN de alta velocidad están implementada con dos cables y permiten la comunicación con tasas de transferencia de hasta 1 Mb/s. Otros nombres para CAN de alta velocidad incluye CAN C e ISO 11898-2. Los dispositivos típicos CAN de alta velocidad incluyen los sistemas de frenos anti-bloqueo, módulos de control del motor y sistemas de emisiones.

Hardware CAN de Baja Velocidad/Tolerante a Fallas

Las redes de CAN de baja velocidad/tolerante a fallas también están implementadas con dos cables, pueden comunicarse con dispositivos a una tasa de hasta 125 kb/s, y cuenta con transceptores con capacidades de tolerancia a fallas. Otros nombres para esta versión de CAN son CAN B e ISO 11898-3. Algunos ejemplos de dispositivos típicos en automóviles que incluyen esta versión del protocolo son dispositivos de confort o la luz de frenos.

Hardware CAN de Un Solo Cable

Las interfaces CAN de un solo cable pueden comunicarse con dispositivos a una tasa de hasta 33.3 kb/s (88.3 kb/s en modo de alta velocidad). Otros nombres para CAN de un solo cable incluyen SAE-J2411, CAN A, y GMLAN. Los dispositivos de un solo cable típicos dentro de un automóvil no requieren de un alto desempeño, como por ejemplo los ajustadores de asientos y espejos.

Hardware CAN Seleccionable por Software

Con los productos de hardware CAN de National Instruments, usted puede configurar las interfaces CAN mediante software para utilizar cualquiera de los transceptores incluidos (de alta velocidad, de baja velocidad/tolerante a fallas o de un solo cable). Contar con múltiples transceptores es una solución perfecta para aplicaciones que requieren de una combinación de diferentes estándares. Adicionalmente, estos dispositivos de hardware CAN permiten elegir su propio transceptor de CAN externo.

5. Terminología de CAN

Los dispositivos CAN envían datos a través de una red CAN en paquetes llamados marcos. Un marco de CAN consiste en las siguientes secciones.

• Marco CAN – una transmisión completa de CAN: arreglo de identificación, bytes de datos, bit de acknowledge, etc. Los marcos también son referidos como mensajes.

• Bit SOF (start-of-frame) – indica el inicio de un mensaje con un bit dominante (lógica 0)

• Arreglo de Identificación – identifica el mensaje e indica la prioridad del mismo. Los marcos se presentan en dos formas – estándar, que utiliza un arreglo de identificación de 11 bits, y extendido, que utiliza un arreglo de identificación de 29 bits.

• Bit

...