CAN veri yolu (Denetleyici Alanı Ağı), araçlarda, endüstriyel otomasyonda ve diğer alanlarda kullanılan son derece güvenilir, gerçek-zamanlı bir seri iletişim protokolüdür. Birden fazla mikrodenetleyicinin ve cihazın bir ana bilgisayar olmadan birbirleriyle iletişim kurmasını sağlar.
CAN veri yolu ilk olarak 1980'lerin başında Almanya'da Bosch tarafından{1}araç içi iletişim için geliştirildi. 1993 yılında ISO, hem veri bağlantı katmanı protokolünü hem de fiziksel katman protokolünü kapsayan CAN veri yolu standardını (ISO 11898) yayınladı.
ISO 11898-1: Veri bağlantı katmanı protokolünü tanımlar.
ISO 11898-2: Maksimum 1 Mb/sn veri aktarım hızını destekleyen, yüksek-hızlı CAN veri yolu için fiziksel katman protokolünü tanımlar. Doğrusal bir topoloji önerir ve yüksek gerçek zamanlı gereksinimleri olan uygulamalar için uygundur.
ISO 11898-3: 40 Kbps ile 125 Kbps arasında değişen veri aktarım hızlarıyla düşük-hızlı CAN veri yolu için fiziksel katman protokolünü tanımlar. Hataya-toleranslı CAN olarak da bilinen bu özellik, bir sinyal hattı arızalandığında bile iletişimin devam etmesini sağlar, bu da onu daha düşük gerçek zamanlı gereksinimlere sahip uygulamalar için uygun hale getirir.
CAN Veri Yolu Özellikleri:
Çoklu-Ana Denetim:CAN veri yolu, ağ üzerinde ana{0}}bağımlı hiyerarşi olmadan bir arada bulunan birden fazla ana cihazı destekler. Cihazlar mesaj önceliğine göre iletişim kurar.
Diferansiyel Sinyalleme:Diferansiyel sinyalleri iletmek için iki kablo (CAN_H ve CAN_L) kullanarak elektromanyetik girişime karşı direnci artırır.
Tahribatsız-Tahkim:Mesaj aktarımı sırasında, bir çarpışma meydana gelirse, yüksek-öncelikli mesaj iletilir, düşük-öncelikli mesaj ise yeniden iletimi bekler.
Hata Tespiti ve İşleme:CRC sağlama toplamı doğrulaması ve bit hatası denetimi de dahil olmak üzere güçlü hata algılama ve işleme yeteneklerine sahiptir.
Esnek Topoloji:Doğrusal, yıldız, ağaç ve halka konfigürasyonları gibi çoklu ağ topolojilerini destekler.
CAN veriyolunda "0" ve "1" mantığı arasındaki önemli voltaj farkı güvenilir iletişim sağlar. Yukarıdaki açıklamaya göre CAN veriyolundaki iki mantık seviyesi şunlardır:
Baskın: 0
Resesif: 1
CAN veriyolundaki sinyal seviyeleri hat-ve özellikler sergiler. Bu hat-ve davranış, CAN veriyolu tahkiminin devre temelini oluşturur: baskın seviye (0) her zaman resesif seviyeyi (1) maskeler. Farklı düğümler aynı anda baskın ve resesif seviyeleri iletirse, veri yolu baskın seviyeyi (0) gösterir. Yalnızca tüm düğümler resesif seviyeyi (1) ilettiğinde veri yolu resesif durumu sergiler.
Hakim Seviye:Mantık 0. Yüksek-Hızlı CAN'da, CAN_H pini 5V'ye, CAN_L pini ise 0V'a tahrik edilir.
İtaatkar Seviye:Mantık 1. Her iki pin de sürülmüyor.
Yüksek-hızlı CAN ve düşük-hızlı CAN veri yolları, fiziksel katman sinyal düzeyi tanımlarında farklılık gösterir:
Yüksek-hızlı CAN, CANH ve CANL voltajları eşit olduğunda bir mantık "1" (CANH=CANL=2.5V) ve CANH ile CANL arasındaki voltaj farkı 2V (CANH=3.5V, CANL=1.5V) olduğunda bir mantık "0" tanımlar.
Ortak-mod voltaj aralığı (-12V ila 12V) içinde, yüksek hızlı CAN alıcı-vericisi, CANH ile CANL arasındaki 0,9V'tan büyük bir voltaj farkını baskın durum olarak ve 0,5V'tan küçük bir farkı resesif durum olarak yorumlar. Dahili bir histerezis devresi paraziti azaltır.
Düşük-hızlı CAN, CANH ve CANL arasındaki voltaj farkı 5V (CANH=0V, CANL=5V) olduğunda bir mantık "1" ve voltaj farkı 2,2V (CANH=3.6V, CANL=1.4V) olduğunda bir mantık "0" tanımlar.
Yüksek-Hızlı CAN Sinyal Düzeyleri (ISO 11898-2)
Düşük-Hızlı CAN Sinyal Düzeyleri (ISO 11898-3)
CAN Hata İşleme Mekanizmaları:
CRC Hataları:Verilerin CRC değerini hesaplayıp doğrulayarak hataları tespit eder.
Bit Hataları:İletim sırasında bit hatalarını gerçek-zamanlı olarak algılar.
Hata Çerçeveleri:Hatalar tespit edildiğinde yeniden iletim isteğinde bulunmak için hata çerçeveleri gönderir.
Özet
CAN veri yolu, yüksek güvenilirliği, gerçek{0}}zamanlı performansı ve esnekliği nedeniyle birden fazla alanda yaygın bir şekilde benimsenmiştir. Teknoloji ilerledikçe CAN veri yolu da gelişmeye devam ediyor-örneğin, BOSCH tarafından yayımlanan CAN FD (Esnek Veri-Hızı) standardı, daha yüksek bant genişliği gerektiren uygulamaların taleplerini karşılamak için veri iletim hızlarını daha da geliştirir.