Es gibt eine Reihe von Fragen zum CAN-Bus, aber keine (soweit ich das beurteilen kann), die erklären, warum es in einem Fahrzeug mehrere CAN-Busse gibt. Soweit ich weiß, können viele verschiedene Knoten an einen einzelnen CAN-Bus angeschlossen werden. Ich bin mir also nicht sicher, warum Sie mehr als einen benötigen. Meine einzigen Gedanken sind, dass:
A. Es gibt eine relativ kleine Grenze für die Anzahl der Knoten, die an einen einzelnen CAN-Bus angeschlossen werden können. Aber wenn das der Fall ist, würde ich mir vorstellen, dass es eine Inter-CAN-Verbindung geben muss, damit Arbitrierung und Fehlerprüfung stattfinden können (CAN SPEC 2.0).
-- oder --
B. Knoten werden als primäre, sekundäre und tertiäre Systeme priorisiert, und jede Ebene verfügt über einen eigenen CAN-Bus, und diese Ebenen enthalten nur Geräte, die hinsichtlich der Funktionalität voneinander unabhängig sind. IE-Bremsen, Motorsteuerung, Außenbeleuchtung, Schlösser sind auf dem Primärbus. Radio, Klimaanlage, Sitzsteuerung, sind auf dem sekundären Bus usw. usw.
Wenn jemand erklären / klarstellen könnte, würde ich es wirklich schätzen. Danke im Voraus.
Antworten:
Die CAN-Busse sind in erster Linie zu trennen
Einfache Fahrzeuge verfügen über zwei CAN-Busse, einen für Motor und Sicherheitssysteme und einen für Karosseriesteuerungen (Beleuchtung, Benutzererfahrung usw.).
Komplexe Fahrzeuge verfügen über einen separaten Bus für Systeme, die die Fahrzeugbewegung beeinflussen, z. B. radarunterstützte Geschwindigkeitsregelung, Parksysteme, Spurführung usw., sowie über zusätzliche Systeme für Benutzermerkmale, die über einfache Karosseriesteuerungen hinausgehen, z. B. in Fahrzeugunterhaltungssystemen.
Während die Busse geteilt werden könnten , gibt es einige Gründe, dies nicht zu tun:
Überlastung
Selbst Hochgeschwindigkeits-CAN-Busse haben keine unbegrenzte Bandbreite und sind im Vergleich zu modernen Kommunikationssystemen sehr langsam. Es müssen jedoch noch viele Daten mitgeführt werden, und die meisten sind zeitkritisch. Wenn Sie also eine niedrige Auslastung beibehalten, können Nachrichten schneller zugestellt werden (weniger Kollisionen), sodass Echtzeitnachrichten nicht zu spät, sondern pünktlich eingehen .
Testen
Sicherheitskritische Systeme sind oft von anderen Systemen getrennt, so dass das Testen reduziert wird. Alle an den sicherheitskritischen Bus angeschlossenen Geräte müssen einen höheren Betriebsstandard aufweisen und daher getestet werden, um sicherzustellen, dass sie auf einem sicherheitskritischen Bus keine Probleme verursachen. Mit einem separaten Karosseriebus können Sie geringfügig niedrigere Standards festlegen, da ein Ausfall keine Sicherheitsprobleme verursacht und die Tests daher reduziert werden.
Anstatt alles in einem Bus zu kombinieren und sicherzustellen, dass alles den höheren Standards entspricht, können die Designer den Bus durch separate Busse segmentieren und die Kosten senken.
Branchenvorschriften sind schwierig, insbesondere, weil die Branche in der Vergangenheit Probleme mit der Drosselklappe und anderen Drive-by-Wire-Problemen hatte. Indem kritische Systeme von nicht kritischen Systemen getrennt gehalten werden, wird es viel einfacher und weniger wahrscheinlich, herauszufinden, was nachträglich schief gelaufen ist, und das Problem zu lösen, da es weniger Geräte gibt, die den ordnungsgemäßen Betrieb des Sicherheitssystems beeinträchtigen könnten.
Steuerung
Sobald Modder festgestellt haben, dass sie das Motormanagement und andere Computer über eine einzige Schnittstelle ändern können, haben die Fahrzeughersteller daran gearbeitet, den Diagnosestecker und seinen Bus vom Rest der Fahrzeugbusse zu trennen und ein Gateway zu verwenden, um nur die zulässigen Nachrichten weiterzuleiten Benutzer und Garage Zugang zu. In der Regel verfügen sie über zusätzliche Funktionen, die ihren eigenen Technikerzugriff ermöglichen, und viele fügen dem Diagnosestecker sogar einen weiteren Bus hinzu, ohne jedoch Nachrichtendetails zu veröffentlichen. Auf diese Weise können sie schneller zugreifen und gleichzeitig die Abwärtskompatibilität mit den Vorschriften für Diagnoseabgase aufrechterhalten.
Durch die Trennung der Busse können sie jedoch mit dem einfachen Diagnosestecker ein wenig mehr Kontrolle darüber ausüben, wer einfachen Zugriff auf die Bordcomputer hat.
Zusätzliche Komplexität
Die durch zusätzliche Busse verursachte Komplexität wird von einem Gateway-Controller übernommen. In einigen Fahrzeugen ist dies der Body Controller und hat oft andere Busverbindungen, wie z. B. LIN. Dieser leitet Nachrichten zwischen Bussen weiter, sodass das Gerät beispielsweise bei Anschluss eines Diagnosegeräts auf alle relevanten Diagnoseinformationen im gesamten Fahrzeug zugreifen kann.
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Wenn es speziell um CAN geht, lautet die Antwort keines der oben genannten.
In einem CAN-System sprechen die Knoten nicht direkt miteinander, sondern das System ist nachrichtenbasiert. Jede Nachricht hat eine Priorität, die auf ihrer Adresse basiert und bestimmt, wer zum Sprechen kommt. Wer immer die Prioritätsnachricht hat, überträgt die Nachricht an alle und wer immer sie benötigt, liest sie ein.
Es gibt einige Grenzen für die Anzahl der Knoten, aber diese Grenze ist elektrisch und keine Funktion des tatsächlichen Busses.
Der Grund ist, dass High-Speed-CAN aufgrund seiner Geschwindigkeit elektrisch sehr kompliziert ist. (Ich kann über Übertragungsleitungen, Signalintegrität, Stichleitungen und Terminierung weitermachen, aber dies geht weit über das hinaus, was diese Antwort erfordert.) Dies macht das Design kompliziert und die Module, die es verwenden, teurer. Weiterhin braucht nicht alles die Break Neck Speed von High Speed CAN. Das CAN-Bussystem ist normalerweise in drei Busse unterteilt: niedrige Geschwindigkeit, mittlere Geschwindigkeit und hohe Geschwindigkeit.
Wie bereits erwähnt, verwendet der CAN-Bus Nachrichtenadressen anstelle von Knotenadressen. Zum Beispiel wäre die Fahrzeuggeschwindigkeit eine Nachricht. Diese Nachricht wird von der ABS-Einheit gesendet und hat eine ziemlich hohe Priorität. Der Motor, der Airbag, das Getriebe und die Karosserie sind alle an der Nachricht interessiert und lesen sie ein. Nachdem die Nachricht empfangen wurde, überträgt die Karosserie die Nachricht erneut über die anderen Busse. Die Busse mit niedrigerer Geschwindigkeit müssen normalerweise nicht so häufig aktualisiert werden wie die Busse mit hoher Geschwindigkeit, sodass der Body sie nur gelegentlich aktualisiert.
Wenn ein Modul Informationen benötigt, die üblicherweise nicht übertragen werden, kann ein Modul Informationen anfordern. Der Bus ist so ausgelegt, dass das Modul, das über die Informationen verfügt, bei der Datenanforderung nur weiß, dass die Informationen benötigt werden, und nicht, wer die Informationen benötigt.
Das Gateway muss nicht der Body sein, es kann sich um das Kombiinstrument oder einen anderen Computer handeln.
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Einer der Gründe ist in diesem Cartoon aus dem Jahr 2003 zusammengefasst:
("Neues Gerät gefunden: Airbus A310. Automatische Konfiguration starten? [Start] [Abbrechen]")
Ähnliche Angriffe wurden in der Tat kürzlich gemeldet. Die sicherheitskritischen Komponenten auf einem separaten Bus zu haben, auf den nur über ein gut konfiguriertes Gateway zugegriffen werden kann, verringert die Wahrscheinlichkeit von versehentlichen Problemen wie dem oben beschriebenen erheblich und erschwert das Hacken erheblich.
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