Посібник по промисловим мережам
Промислові мережі та інтеграційні технології в автоматизованих системах.
Протокол CAN (Controller Area Network) – одне із найбільш перспективних і популярних рішень в області промислових мереж. Поява його пов’язана з бурхливим розвитком рівня електроніки в автомобілях. Все більша кількість різнорідних датчиків та блоків управління привела до загрозливого наростання кількості проводок, що ускладнювало монтаж і надійність бортових систем управління. у другій половині 80-х років минулого століття фірма Robert Bosch GmbH (більш відома як BOSH) запропонувала рішення цієї проблеми заміною всіх проводок двохпровідною цифровою послідовною шиною, до якої б підключалися різнорідні пристрої за допомогою спеціалізованого чіп-контролера. Результатом такої роботи стала специфікація на шину CAN версії 1.1. Пізніше деякі недоліки, зокрема які стосуються питань синхронізації, були виправлені і з урахуванням цих виправлень вийшла CAN Специфікація 1.2.
Протокол CAN описаний в контексті канального та частини фізичного рівня моделі OSI. Їх функції реалізовуються у вигляді як окремих мікросхем CAN контролера, так і вбудованих в готові мікроконтролери CAN шини. На сьогоднішній день на базі CAN успішно функціонують багато промислових мереж, які доповнюють CAN додатковими протоколами верхніх рівнів. Серед найбільш популярних мереж, які базуються на CAN, є мережі CANopen, DeviceNet, CAN Kingdom, SDS (Smart Distributed System). Тим не менше, мікроконтролери CAN в поєднанні з різними трансиверами знайшли своє використання і без наявних описаних функцій прикладного рівня. Мережні рішення на базі CAN прийнято називати CAN-шинами. Для координації зусиль виробників, розробників і користувачів CAN-систем і технологій створена некомерційна організація CiA (CAN in Automation), яка включає в себе більше 300 компаній.
Згідно специфікації версії 1.2, на канальному рівні CAN базується на широкомовній передачі, що використовує метод адресації, орієнтований на ідентифікатор повідомлення (Виробник-Споживач-msg). Тобто кожне повідомлення в мережі має унікальний 11-бітний Ідентифікаторр(IDENTIEFIER), який використовується для фільтрації прийнятих повідомлень кожним вузлом. CAN використовує множинний метод доступу CSMA/CA з використанням поля арбітражу. Для реалізації такої схеми необхідно, щоб на шині один логічний сигнал фізично домінував над іншим, тому вимогою CAN до фізичного рівня є наявність домінантного та рецесивного логічних рівнів сигналів. Послідовність домінантних та рецесивних бітів визначає пріоритет повідомлення, який задається відправником в полі арбітражу кадру, а саме в Ідентифікаторі повідомлення. Детальніше про модель адресації Виробник-Споживач-msg та метод доступу CSMA/CA можна ознайомитись в 2-му розділі.
8.1. CAN стандарти та їх опис в контексті моделі OSI
8.2. Організація канального рівня
8.3. Реалізація фізичного рівня
8.5. Реалізація CAN
<– 7.7. Профілі в PROFIBUS DP