3.1.2 Функциональная схема сети стандарта CAN

Типовая функциональная схема сети стандарта CAN включает шину, приемопередатчики и котроллеры (Рис. 3).

Рис. 3 Шина CAN

Приемопередатчик CAN

Приемопередатчик (трансивер) предназначен для сопряжения CAN контроллера и физической шины. Он обеспечивает прием и передачу сигнала в линию.

· прием данных осуществляется через приемный тракт. Он содержит компаратор компаратор шины (bus comparator) - Элемент, который осуществляет преобразование физических сигналов, распространяемых в коммуникационной среде, в логическую информацию или данные., обеспечивающий распознавание доминантного и рецессивного состояний CAN-шины, и формирователь цифрового сигнала;

· передача данных происходит через передающий тракт, содержащий таймер, схему задания крутизны сигнала, узел управления передатчиком (драйвер драйвер шины (bus driver) - Элемент, который осуществляет преобразование логической информации или данных в физические сигналы, которые могут передаваться в коммуникационной среде.), выходную схему на полевых транзисторах и схему температурной защиты;

· таймер предназначен для ограничения продолжительности доминантного состояния, защищая CAN-шину от возможных сбоев CAN-контроллера;

· формирователь фронтов ограничивает скорость их нарастания, снижая электромагнитное излучение, и позволяет отказаться от внешних синфазных дросселей;

· узел управления передатчиком осуществляет управление двумя полевыми транзисторами, формирующими состояние на линиях CAN-H и CAN-L. В доминантном состоянии оба транзистора открыты, обеспечивая на линии CAN-H высокий, а на линии CAN-L - низкий уровень;

· схема температурной защиты предохраняет микросхему от выхода из строя, отключая передатчик, если температура превышает значения порядка 160°C. 

Контроллер CAN

Контроллер обеспечивает взаимодействие с сетью. Он осуществляет инкапсуляцию/декапсуляцию данных, битовое хронирование Битовое хронирование (bit timing) - установка регистров битового хронирования CAN контроллера. Определяется квантом времени, который зависит от частоты опорного генератора и параметров делителя битовой скорости узла., подсчет CRC, бит стафинг Бит стафинг (bit stuffing) - вставка дополнительных бит в поток данных для обеспечения смены уровня сигнала на шине и возможности периодической ресинхронизации., обработку ошибок, локализацию отказов, ресинхронизацию Битовая ресинхронизация (bit resynchronization) - Ограниченная точность опорных генераторов, может привести к выходу из синхронизации какого-либо узла. CAN контроллер осуществляет ресинхронизацию по каждому переходу сигнала с рецессивного на доминантный уровень. и др.

Включает в себя:

· память для принимаемых и передаваемых сообщений;

· формирователь сигналов прерывания для микроконтроллера (MCU);

· маски и фильтры для определенного типа сообщений или приоритетов;

· АЦП, ЦАП и сигналы ШИМ для связи с датчиками и индикаторами.

Важной функцией контроллера является фильтрация получаемых сообщений. Приемный фильтр CAN контроллера служит для селекции входных сообщений в зависимости от их идентификаторов. Большинство микросхем CAN контроллеров поддерживают аппаратный приемный фильтр, который производит отбор CAN сообщений с определенным идентификатором или группой идентификаторов. Задаваемая пользователем фильтрация разгружает микроконтроллер (MCU) от дополнительного выполнения функций приемного фильтра.