Sběrnice CAN
Rostoucí množství elektrických zařízení ve vozidle většinou ovládaných z přístrojové desky vyžadovalo velkého počtu kabelových forem. Proto se pro přenos dat mezi četnými subsystémy automobilu začala používat digitální sběrnice. Začátkem 90. let byla firmou Bosch navržena speciální sběrnice pro automobilové aplikace CAN, která se velmi rychle rozšířila. Řízení pomocí sběrnice CAN je řešeno tak, že vždy skupina podobných nebo blízkých systémů (např. skupina zadních světel, skupina spotřebičů levých předních dveří apod.) je připojena na tzv. řídicí jednotku, neboli procesor komunikující po sběrnici CAN. Mezi řídicí jednotkou a jednotlivými prvky je přímé propojení pomocí vodičů.Vedle snížení množství kabelů umožnilo zavedení sběrnice CAN lepší funkci mnoha asistenčních systémů. Nyní je také možné použít efektivnější přístupy k diagnostice subsystémů vozidla a pro životně důležité systémy provádět průběžnou diagnostiky během provozu.
obr. 1 - Aplikace sběrnice CAN v automobilech
Vehicle Bus Analyzer VBAS tímto trendem zároveň přichází potřeba provádět analýzu toku dat na těchto sběrnicích. To je samozřejmě možné pomocí analyzátoru CAN-ových sběrnic. Takových analyzátorů známe celou řadu, od jednoduchých indikátorů stavu sběrnic (pracuje – nepracuje správně) až po složitá zařízení která nám poskytují veškeré důležité informace o dění na sběrnici. Takový přístroj umožňuje zachycovat specifické rámce (zprávy), triggovat například na identifikátor rámce (adresu členu na sběrnici), na data obsažená v rámci, na chybné rámce, chybová hlášení a podobně. Samozřejmostí je i dekódování jednotlivých zpráv. Takové řešení nabízí společnost LeCroy v podobě osciloskopu WaveSurfer nebo WaveRunner s optionem pro analýzu CAN-ových sběrnic. Při vyšetřování dění na rozsáhlých automobilových sběrnicích nemusí být v některých případech práce s takovým přístrojem příliš efektivní i přes všechny možnosti které nám nabízí. Stále máme totiž jako výstup k dispozici pouze data v hexadecimálním, binárním nebo ASCI kódu. Abychom zjistily co tato data znamenají, musíme mít už jisté zkušenosti a používat potřebnou databázi resp. tabulku přiřazující identifikátory jednotlivým členům sběrnice atd. S řešením tohoto problému přichází společnost LeCroy v podobě optionu (např. pro osciloskop WaveRunner) VBA (Vehicle Bus Analyzer). V tomto systému je již zakomponovaná databáze obsahující potřebné informace o systému CAN sběrnice. Nabízí tak mnohem vyšší komfort a zvyšuje efektivitu práce. Nepracujeme již s pouhými daty a kódy, ale přímo s názvy jednotlivých členů (inteligentní senzory a snímače) a se skutečnými fyzikálními veličinami (napětí, proud, otáčky, rychlost, teplota, tlak atd.)
Máme tedy možnost zachycovat zprávy od jakéhokoli snímače, včetně informace o velikosti příslušné veličiny, kterou tento snímač aktuálně měří. Takovou situaci zachycuje obr.2. Na tomto výřezu z obrazovky jsou zachyceny tři rámce označené jako AirbagSensor, CruiseControl a AudioSystem. Ve spodní části obrazovky je pak vyzoomovaný rámec, který nese informace o audiosystému (hlasitost, vyvážení apod.) Sledujeme zároveň fyzickou vrstvu signálu, dekódovaná data a zároveň překlad informace do srozumitelné formy. Můžeme tedy s nadhledem říci, že VBA mluví naším jazykem.
obr. 2 - Specifické zprávy na sběrnici CAN
Jak již bylo řečeno, stejným způsobem lze pracovat s jakýmkoli rámcem, resp. čidlem nebo členem sběrnice. Pomocí dalších matematických funkcí, např. Trend, Track atd. můžeme sledovat vývoj veškerých fyzikálních veličin, tyto informace ukládat, nebo dále zpracovávat pomocí matematických funkcí, modelů a softwareového vybavení jako např. MathLab, MathCad, nebo Excel a to vše, díky koncepci osciloskopů LeCroy, v reálném čase. Tento přístroj, mimo jiné, umožňuje také analýzu dalších sériových sběrnic jako například I2C, SPI, LIN, UART, FlexRay apod. Nezískáváme tedy pouhý analyzátor CAN-ových sběrnic, ale velice komplexní systém vhodný pro široké aplikace, který nám zaručí vysoký komfort a efektivitu práce.
Až doposud byla řeč pouze o automobilových sběrnicích. Sběrnice CAN, původně sběrnice pro aplikace v automobilech, si však pro svou jednoduchost a vysokou spolehlivost našla cestu do mnoha dalších aplikací. Přesto že systém VBA byl vyvinut prioritně pro automobilový průmysl, počítá s nasazením na jakýchkoli systémech využívajících CAN sběrnice. Jistě se nabízí otázka, kde vzít potřebné databáze s informacemi o sběrnicovém systému. V případě, že pracujeme na vývoji vlastního systému, známe veškeré informace potřebné pro vytvoření příslušné databáze. V jiném případě nám tuto databázi poskytne výrobce systému, se kterým pracujeme.
obr. 3 - Využití CAN v automobilovém průmyslu
Účelem tohoto článku je stručně nastínit problematiku analýzy a práce na sběrnicích CAN a představit nástroje, které se touto problematikou zabývají. Společnost Blue Panther je výhradním zastupitelem značky LeCroy v ČR a na Slovensku. V případě zájmu o tuto problematiku Vám rádi poskytneme další informace na tel.: 241 762 724 nebo na e-mailu zde.
Komentáře
CAN analýza
Inzerované zařízení je podle mne vhodné spíš na diagnostiku fyzické vrstvy Canu (hledání kolizí,rušení na sběrnici atd). Osobně většinu svých měření na Can neprovádím s cílem kontrolovat funkčnost sběrnice ale s cílem zachytávat a zobrazovat dostupná data. Setkávám se s potřebou vykreslovat z veličin grafy (a to i dlouhodobé) . Velmi se mi osvědčily Can převodníky k PC podporované bohatým software ( např. www.elbas.cz , www.pp2can.wz.cz).