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1 Réseaux Industriels – Le bus CAN Réseaux locaux industriels Le BUS CAN.

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1 1 Réseaux Industriels – Le bus CAN Réseaux locaux industriels Le BUS CAN

2 2 Réseaux Industriels – Le bus CAN LE BUS CAN et OSI 7 ApplicationSpécifié par lutilisateur 6 PrésentationVide 5 Session.Vide 4 TransportVide 3 RéseauVide 2 LiaisonProtocole CAN 1 PhysiqueProtocole CAN

3 3 Réseaux Industriels – Le bus CAN LE BUS CAN et OSI LLC –Filtrage des messages –Notification de surcharge –Procédure de recouvrement des erreurs MAC –Mise en trame du message –Larbitrage –Lacquittement –La détection des erreurs –La signalisation des erreurs PHYSIQUE –Gère la représentation du bit –Gère la synchronisation bit –Niveau électrique –Support de transmission

4 4 Réseaux Industriels – Le bus CAN LE BUS CAN - Supports filaires Solution asymétrique Sensible aux perturbations Paires différentielles torsadées. Réduction des perturbations. CAN low speed ISO kbits/s 2 à 20 nœuds Longueur limitée par la capacité parasite CAN high speed ISO kbits/s à 1Mbits/s – paire à 30 nœuds 40m à 1Mbits/s

5 5 Réseaux Industriels – Le bus CAN 5 BUS CAN OVERVIEW CAN ARBITRATION: OSI DEFINITION: The process to attribute the communication support (BUS) to one and only one station (CAN NODE) when several stations request the bus control. When the bus is free, if one or several nodes start together, its a bus conflict. This is solved with bit arbitration along the field arbitration of the CAN FRAME (IDENTIFIER + RTR).

6 6 Réseaux Industriels – Le bus CAN 6 BUS CAN OVERVIEW CAN ARBITRATION: ARBITRATION AND CAN PROTOCOL: Use of bit dominant and recessive! All CAN nodes check the state of the bus after every bit emission: If one recessive bit is emitted and one recessive bit is read the node can continue emission. If one recessive bit is emitted and one dominant bit is read there is a conflict and abitration lost, the node stops emission and becomes receptor.

7 7 Réseaux Industriels – Le bus CAN 7 BUS CAN OVERVIEW 3 CAN NODES ARE EMITTING THEIR FRAME: Lost! Won!

8 8 Réseaux Industriels – Le bus CAN Couplage au réseau

9 9 Réseaux Industriels – Le bus CAN Bits dominant, récessif

10 10 Réseaux Industriels – Le bus CAN 10 BUS CAN OVERVIEW CAN FRAMES: TWO MAIN FRAMES: Data Frame: it carries data! Remote Frame: a node send a remote frame to specify to the others nodes present on the bus, that it request some data of the node (so a data frame) with the same identifier.

11 11 Réseaux Industriels – Le bus CAN Bit Stuffing CAN utilise un codage NRZ. Afin de ne pas laisser de grande suite de 1 ou de 0, après 5 bits de valeur identique, un bit de la valeur opposée est inséré. (retiré à la réception bien sûr) Conséquences : Modification du spectre du signal NRZ. Plus grand nombre de transitions : Synchronisation de lhorloge. Cette méthode est appelée « bit stuffing » Données Bits émis

12 12 Réseaux Industriels – Le bus CAN Les Trames Quatre types de trame : Trame de données. Trame de requête Trame derreurs Trame de surcharge ; Demande de laps de temps supplémentaire.

13 13 Réseaux Industriels – Le bus CAN Trames CAN

14 14 Réseaux Industriels – Le bus CAN LE BUS CAN - Trame

15 15 Réseaux Industriels – Le bus CAN Trame de données On distingue sept parties : Début de trame – Start Of Frame (1bit dominant) pour la synchronisation des stations Champ darbitrage (12 bits) Il est composé des 11 bits de lidentifiant et le bit RTR (Remote Transmission Request qui est un bit dominant pour une trame de donnée)

16 16 Réseaux Industriels – Le bus CAN Arbitrage

17 17 Réseaux Industriels – Le bus CAN La trame de données Champ de commande (6 bits) Champ de données (0 à 8 octets transmis MSB en tête.)

18 18 Réseaux Industriels – Le bus CAN La trame de données Champ de CRC (16 bits) Le CRC est calculé depuis le début de la trame jusqu'à la fin du champ de données (sur la trame non « stuffée ») Le polynôme générateur est :

19 19 Réseaux Industriels – Le bus CAN La trame de données Champ dacquittement (2 bits) Emission de deux bits récessifs, un récepteur recevant correctement la trame va acquitter celle-ci. Cela ne veut pas dire que le destinataire la bien reçue ! Fin de trame de donnée. Emission de 7 bits récessifs sans « stuffing » ! Lespace inter-trame doit être supérieur à la durée de trois bits.

20 20 Réseaux Industriels – Le bus CAN Les erreurs sur le bus Bit errorUn nœud envoyant un bit sur le bus regarde aussi en même temps les bits qu'il reçoit (Bit monitoring). Il considère comme une erreur de bit lorsque le bit envoyé est différent du bit reçu, à l'exception de l'envoi d'un bit récessif durant l'arbitrage (cas de la perte d'arbitrage) ou pendant le ACK Slot (trame acquittée). Stuff error Le nœud détecte une erreur de stuffing lorsqu'il reçoit 6 bits consécutifs de même valeur dans une partie d'un message qui devrait être codée avec la méthode du bit stuffing.

21 21 Réseaux Industriels – Le bus CAN Les erreurs sur le bus CRC error Une erreur de CRC est détectée lorsque le CRC calculé par un récepteur est différent de la valeur du CRC contenu dans la trame. Form error Une "Form error" est détectée lorsqu'un bit qui devrait être à une certaine valeur est à une valeur différente (un délimiteur par exemple). ACK error Le transmetteur détecte une erreur d'acquittement lorsqu'il ne reçoit pas de bit dominant pendant le ACK Slot.

22 22 Réseaux Industriels – Le bus CAN LE BUS CAN – Gestion des erreurs Les grandes règles de modifications des compteurs d'erreurs sont les suivantes : Lorsqu'un récepteur détecte une erreur, son Receive error count est augmenté de 1. Lorsqu'un transmetteur envoie un Error flag, son Transmit error count est augmenté de 8. Après une transmission réussie, le Transmit error count est diminué de 1. Après une réception réussie, le Receive error count est diminué de 1.

23 23 Réseaux Industriels – Le bus CAN LE BUS CAN – Trames derreurs

24 24 Réseaux Industriels – Le bus CAN LE BUS CAN – Nominal bit time Norme Bosh : 4 Segments

25 25 Réseaux Industriels – Le bus CAN Solutions Industrielles DeviceNetBus de terrain (1994) SDSSmart Distribued System (Honeywell) CALCan Application Layer (Europe) CANOpenEntraînement – systèmes embarqués


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