Por que existem vários ônibus CAN nos veículos?

Existem várias perguntas no barramento CAN, mas nenhuma (até onde sei) explica por que existem vários barramentos CAN em um veículo. Pelo que entendi, muitos nós diferentes podem ser conectados a um único barramento CAN, por isso não sei por que você precisaria de mais de um. Meus únicos pensamentos são:

R. existe um limite bastante pequeno para quantos nós podem ser conectados a um único barramento CAN. Mas se for esse o caso, eu imagino que deve haver alguma conexão entre CAN, para que a arbitragem e a verificação de erros possam ocorrer (CAN SPEC 2.0).

- ou -

B. Os nós são priorizados como sistemas primário, secundário e terciário e cada nível possui seu próprio barramento CAN e esses níveis contêm apenas dispositivos que são independentes entre si em termos de funcionalidade. IE freios, controle do motor, luzes exteriores, travas estão no barramento principal. Rádio, CA, controle de assento, estão no barramento secundário, etc.

Se alguém pudesse explicar / esclarecer, eu realmente aprecio isso. Desde já, obrigado.

Os barramentos CAN são principalmente separados para

• gerenciar congestionamento
• reduzir as preocupações regulatórias sobre sistemas críticos de segurança
• exercer mais controle sobre quem pode acessar os vários ônibus

Os veículos simples terão dois barramentos CAN, um para o motor e os sistemas de segurança e outro para os controles da carroceria (iluminação, experiência do usuário, etc.).

Os veículos complexos terão um ônibus separado para sistemas que afetam o movimento do veículo, por exemplo, controle de cruzeiro assistido por radar, sistemas de estacionamento, orientação de faixa, etc., além de sistemas adicionais para os recursos do usuário, além dos controles simples da carroceria, como nos sistemas de entretenimento de veículos.

Embora os ônibus possam ser compartilhados, existem alguns motivos para não fazer isso:

Congestionamento

Mesmo os barramentos CAN de alta velocidade não têm largura de banda ilimitada e, de fato, comparados aos sistemas de comunicações modernos, eles são muito lentos. No entanto, ainda há muitos dados que eles devem transportar, e a maioria é de tempo crítico, portanto, manter uma baixa utilização permite que as mensagens sejam entregues mais rapidamente (menos colisões), o que significa que as mensagens em tempo real chegam a tempo, em vez de atrasadas .

Teste

Sistemas críticos de segurança geralmente são separados de outros sistemas, para que os testes sejam reduzidos. Todos os dispositivos conectados ao barramento crítico de segurança devem ter um padrão de operação mais alto e, portanto, testar para garantir que não causem problemas em um barramento crítico de segurança. Com um barramento de carroceria separado, você pode ter padrões um pouco mais baixos, pois uma interrupção não causará problemas de segurança; portanto, os testes são reduzidos.

Em vez de combinar tudo em um barramento e garantir que tudo esteja de acordo com os padrões mais altos, os barramentos separados permitem que os projetistas segmentem o barramento e reduzam os custos.

As regulamentações do setor são difíceis, principalmente devido a problemas de aceleração e outros problemas de movimentação por fio que o setor enfrentou no passado. Ao manter os sistemas críticos separados dos sistemas não críticos, descobrir o que deu errado após o fato e resolvê-lo se torna muito mais fácil e menos provável, pois há menos dispositivos que podem interferir na operação correta do sistema de segurança.

Ao controle

Depois que os modders descobriram que podiam alterar o gerenciamento do motor e outros computadores por meio de uma única interface, os fabricantes de veículos trabalharam para separar o conector de diagnóstico e seu barramento do restante dos ônibus, e usar um gateway para passar apenas as mensagens que eles permitirem acesso de usuário e garagem a. Eles geralmente possuem recursos adicionais que permitem o acesso de seu próprio técnico e muitos até adicionam outro barramento ao conector de diagnóstico, mas sem publicar detalhes da mensagem, para que eles possam ter acesso a velocidade mais alta e, ao mesmo tempo, manter a compatibilidade com os regulamentos de emissões de diagnóstico.

A separação dos barramentos, no entanto, permite que eles exerçam um pouco mais de controle sobre quem tem acesso fácil aos computadores de bordo usando o conector de diagnóstico simples.

Complexidade Adicional

A complexidade introduzida por barramentos adicionais é tratada por um controlador de gateway. Em alguns veículos, esse é o controlador da carroceria e geralmente possui outras conexões de barramento, como o LIN. Isso passa mensagens entre os ônibus para que, quando um dispositivo de diagnóstico esteja conectado, por exemplo, o dispositivo possa acessar todas as informações de diagnóstico relevantes em todo o veículo.

Ao falar especificamente sobre CAN, a resposta não é nenhuma das opções acima.

Em um sistema CAN, os nós não se comunicam diretamente, mas o sistema é baseado em mensagens. Toda mensagem tem uma prioridade com base em seu endereço e isso determina quem começa a falar. Quem tem a mensagem prioritária transmite a mensagem para todos e quem precisa, lê-a.

Existem alguns limites para a quantidade de nós, mas esse limite é elétrico e não é uma função do barramento real.

O motivo é que o CAN de alta velocidade é eletricamente muito complicado devido à sua velocidade. (Eu posso continuar falando sobre linhas de transmissão, integridade do sinal, stubs e terminação, mas isso está muito além do que esta resposta precisa) Isso dificulta o design e os módulos que o usam mais caro. Além disso, nem tudo precisa da velocidade do pescoço de ruptura da CAN de alta velocidade. O sistema de barramento CAN geralmente é dividido em três barramentos, baixa velocidade, velocidade média e alta velocidade.

• O CAN de alta velocidade conecta todos os sistemas importantes. Motor, ABS, Air Bag, Transmissão, Corpo. O computador do corpo serve como gateway entre os outros barramentos.
• O CAN de velocidade média é geralmente usado para funções de carro, como iluminação externa, travas elétricas, espelhos elétricos etc.
• O CAN de baixa velocidade pega o restante dos sistemas não críticos. Estes podem incluir iluminação interior, entretenimento, etc.

Como mencionado anteriormente, o barramento CAN usa endereços de mensagem em vez de endereços de nó. Por exemplo, a velocidade do veículo seria uma mensagem. Esta mensagem é transmitida pela unidade ABS e tem uma prioridade bastante alta. O motor, o airbag, a transmissão e a carroceria estão todos interessados ​​na mensagem e a leem. Depois de receber a mensagem, a carroceria retransmite a mensagem pelos outros barramentos. Os ônibus de baixa velocidade geralmente não precisam de atualizações tão frequentes quanto os de alta velocidade, de modo que o Corpo os atualiza apenas ocasionalmente.

Se um módulo precisar de informações que normalmente não são transmitidas, ele poderá solicitar informações. O design do barramento é tal que, quando os dados são solicitados, o módulo que possui as informações sabe apenas que as informações são necessárias e não quem precisa das informações.

O gateway não precisa ser o Corpo, pode ser o Cluster de Instrumentos ou outro computador.

Uma das razões é bem resumida neste desenho animado de 2003:

("Novo dispositivo encontrado: Airbus A310. Iniciar configuração automática? [Iniciar] [Cancelar]")

Ataques semelhantes foram de fato relatados recentemente. Ter os componentes críticos de segurança em um barramento separado, acessível apenas através de um gateway bem configurado, reduz bastante a probabilidade de problemas inadvertidos, como o descrito acima, e dificulta os hackers.