Controller Area Network

LE BUS CANDescription:Le bus CAN (Controller Area Network) est n du besoin de trouver une solution de communication srie dans les vhicules automobiles, qui ont tendance intgrer de plus en plus de commandes lectroniques. Jusqu' maintenant, tous les organes de commandes des vhicules changeaient les donnes par l'intermdiaire de lignes ddies. L'augmentation du nombre d'organe embarqu a contraint les quipementiers automobiles dvelopper une nouvelle architecture base de bus rseaux. Le GIE Renault-PSA avec les partenaires comme Sagem, Valeo et autres ont dvelopp le bus VAN (Vhicule Area Network), les puces contrleurs sont fabriques par MHS, SGS, TI .... En Allemagne, Bosch a dvelopp, au milieu des annes 80, le bus CAN ou "Controller Area Network" qui a fait l'objet d'une normalisation Iso 11898.Avec le bus CAN, les stations ayant les mmes droits (organes de commande, capteurs ou actionneurs) sont relies par un bus srie. Le protocole CAN de base leur permet d'changer 2048 variables. Ce protocole, ainsi que les paramtres lectriques de la ligne de transmission, sont fixs par la norme 11898. La transmission physique s'effectue soit une paire torsade ou par liaison infrarouge, hertzienne ou par fibre optique.

A la diffrence du faisceau de cbles, le rseau dtecte et corrige, grce son protocole, les erreurs de transmissions induisent par les radiations lectromagntiques. L'organisation en rseau apporte aussi une confirmabilit aise du systme et la possibilit d'tablir un diagnostic central. Elle permet chaque station de communiquer avec les autres sans charger le calculateur des organes de commande.Domaines d'utilisationL'introduction des bus multiplexs (principalement le CAN) dans l'automobile avait pour objectif de rduire la quantit de cbles dans les vhicules (il y a jusqu' 2 km de cbles par voiture), mais elle a surtout permis l'explosion du nombre de calculateurs et capteurs distribus dans tout le vhicule, et des prestations correspondantes (baisse de consommation, dpollution, scurit active/passive, confort, dtection des pannes), tout en n'augmentant pas trop les longueurs cbles.

Principe de fonctionnement Du type multi-matre, orient messages courts, le bus CAN est bien adapt la scrutation de variables mises par des stations dportes. La norme Iso 11898 spcifie un dbit maximum de 1Mbit/s. La longueur maximum du bus est dtermine par la charge capacitive et le dbit. Les configurations recommandes sont les suivantes :

Le protocole est bas sur le principe de diffusion gnrale : lors de transmission, aucune station n'est adresse en particulier, mais le contenu de chaque message est explicit par une identification reu de faon univoque par tous les abonns. Grce cet identificateur, les stations, qui sont en permanence l'coute du rseau, reconnaissent et traitent les messages qui les concernent; elles ignorent simplement les autres.L'identificateur indique aussi la priorit du message, qui dtermine l'assignation du bus lorsque plusieurs stations mettrices sont en concurrences. En version de base, c'est un nombre de 11 bits, ce qui permet de dfinir jusqu' 2048 messages plus ou moins prioritaires sur le rseau. Chaque message peut contenir jusqu' 8 octets de donnes, ce qui correspond par exemple l'tat de 64 capteurs. L'adressage par le contenu assure une grande flexibilit de configuration. Il est possible d'ajouter des stations rceptrices un rseau CAN sans modifier la configuration des autres stations.Vitesse et dbit de CAN Dbit:

Le bus CAN accuse une forte baisse du dbit en fonction de la distance. Cela montre que se bus de donnes n'a pas pour but la liaison longue distance(interconnexion entre btiment,...). on peut voir dans ce graphique reprsentant l'affaiblissement du dbit en fonction de la distance:

Vitesse:

Protocole de communication

La couche physique (couche 1) : elle comporte trois sous-couches essentielles : La sous-couche PLS (Physical signal Ling); La sous-couche PMA (Physical Medium Access); La sous-couche MDI (Medium Dpendent Interface). La couche liaison (ou communication) de donnes (couche2): cette couche est Subdivise en deux sous couches diffrentesLa sous-couche LLC (Logic Link Control).La sous-couche MAC (Medium Access Control) . --Couche application (couche 3): cette couche presque suppose vide dans la plupart dapplications.

Avantages et inconvnients Avantages Il permet une transmission efficace des donnes d'entres/sorties (les trames n'ont pas forcment tre demandes par un matre) Il permet une transmission fiabilise (traitements d'erreurs) Sa gestion dcentralise induit un temps de raction trs court

Inconvnients AccueillimitendehorsdelEurope. Messagesetbusdelongueurlimit Sources.

Conclusion Les contrleurs CAN sont physiquement petits, peu coteux et entirement intgrs. Ils sont utilisables des dbits importants, en temps rel et dans des environnements difficiles. Cest pourquoi les contrleursCAN ont t utiliss dans dautres secteurs que lautomobile et des applications utilisant CAN sontaujourdhui disponibles dans lindustrie, le btiment, lagriculture, la marine, le matriel mdical, lesmachines textiles, etc.