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Da CAN ein nachrichtenorientiertes Protokoll ist, werden die CAN-Identifier verwendet, um die Nachrichteninhalte zu identifizieren und deren Priorität zu bestimmen, nicht jedoch die Netzwerkknoten zu bestimmen. Höhere Protokolle, wie CANopen oder SAE J1939, implementieren allerdings eine Knotenadressierung bzw. eine Kombination aus Nachrichtenpriorisierung und Knotenadressierung, um die verschiedenen Nachrichtentypen zu trennen (Netzwerkmanagement, Prozess- und Servicedaten).
In CAN-Netzwerken werden alle Nachrichten als Broadcast gesendet, Filter werden nur auf der Empfängerseite implementiert. Dies bedeutet, dass jedes Gerät alle Nachrichten lesen kann. Es hängt von der Anwendungssoftware des Empfängers ab, welche Nachrichten weiterverarbeitet werden und welche ignoriert werden. Hierbei verwenden die Geräte Filter, um nur relevante Nachrichten zu empfangen, was die CPU-Last reduziert.
Die maximale Länge einer Stichleitung ist abhängig von der benutzten Bitrate. Je niedriger die Bitrate, desto länger dürfen die Anschlussleitungen eines Geräts zum Bus sein.
Die maximale CAN-Bus-Länge bezeichnet den Abstand der am weitesten entfernten Geräten im CAN-Netzwerk. Die Stichleitungen müssen hierbei mitgerechnet werden. Größtes Problem von Stichleitungen sind Reflexionen, die CAN-Nachrichten verfälschen oder zerstören können.
High-Speed-CAN ist der „klassische“ CAN-Bus (gemäß ISO11898-2), der in den meisten (Industrie-) Anwendungen eingesetzt wird. Die von der Nutzerorganisation „CAN in Automation“ definierten Bitraten reichen von 10 kBit/s bis zu 1 Mbit/s. CAN-Signale werden differenziell übertragen. Bei High-Speed-CAN ist die Differenzspannung für ein dominates Bit 2 V, für ein rezessives Bit 0 V.
A: Der dominante Pegel der CAN-High-Leitung ist 3,5 V. B: Der rezessive Pegel der CAN-High- und CAN-Low-Leitungen ist 2,5 V. C: Der dominante Pegel der CAN-Low-Leitung ist 1,5 V.
Low-Speed-CAN, oder auch Fault-Tolerant-CAN, ist für mehr Robustheit ausgelegt. Der rezessive Pegel des Differenzialsignals liegt bei -5 V, der dominate bei 2,2 V. Ist eine der beiden Datenleitungen beschädigt, erfolgt eine automatische Umschaltung auf Eindraht-Betrieb. Dadurch kann das System weiter betrieben werden. Die Bitraten reichen von 40-125 kBit/s
Eine galvanische Isolierung ist eine zusätzliche Komponente im Kommunikationspfad zwischen CAN-Controller und CAN-Bus. Selbst schnelle Bausteine erzeugen dabei eine Verzögerung in der Größenordnung von 50 ns. Dies entspricht in etwa der Signallaufzeit in einem Kabel von ca. 10 m Länge und muss in die maximale Kabellänge mit eingerechnet werden.
Andererseits schützt die galvanische Entkoppelung den CAN-Controller und damit das Gerät vor Zerstörungen durch Überspannungen. Diese können durch elektromagnetische Einstrahlungen entstehen, aber auch durch Potentialdifferenzen im Netzwerk. Derartige Potentialdifferenzen können durch unterschiedliche Spannungsversorgungen der einzelnen Teilnehmer und damit verbundene unterschiedliche Bezugspotentiale entstehen.
In der Regel überwiegen die Vorteile einer galvanischen Entkoppelung die Nachteile.
Empfängt ein CAN-Controller eine CAN-Nachricht, so sendet er automatisch ein Acknowledgement. Dies ist unabhängig davon, ob die Nachricht für dieses Gerät im Netzwerk bestimmt war. Der sendende Teilnehmer weiß dadurch, dass das Senden erfolgreich war. Es sagt aber nichts darüber aus, ob die Nachricht auch tatsächlich beim gewünschten Teilnehmer angekommen ist.
Wird ein CAN PC-Interface an ein Netzwerk angesteckt, so sendet auch dieses normalerweise ein Acknowledgement bei jeder empfangenen Nachricht. Will man ein Netzwerk analysieren und Fehler finden, so sollte das Analysetool möglichst nicht in die Kommunikation eingreifen. Dies kann das Netzwerkverhalten ändern und im schlimmsten Fall den Fehler verbergen.
Wird der „TX-Passive-Modus" aktiviert, dann werden vom Interface nur noch Daten empfangen, aber kein Acknowledgement gesendet.
Hierfür gibt es zwei Möglichkeiten. Topologiekomponenten wie der CAN-Repeater CAN-CR220 bieten einen galvanischen Schutz von bis zu 4 kV, ausreichend für viele Kunden mit ähnlichen Anwendungen. Für Anwendungen mit höheren Anforderungen an die galvanische Trennung können zwei Glasfaser-Repeater eingesetzt werden, wie der CAN-CR210/FO. Die optische Übertragung von CAN-Daten ermöglicht eine nahezu unbegrenzt hohe galvanische Isolation.
Mehr erfahren CAN-CR220 CAN-CR210/FO
Der IXXAT VCI-Treiber unterstützt alle IXXAT CAN-Interfaces. Üblicherweise ist die Interface-Auswahl auf "Autodetect" eingestellt. Es spielt somit keine Rolle, ob Sie ein internes PCI, PCIe, PCIe Mini oder ein externes CANblue II, CAN@net/VCI oder USB-to-CAN V2 einsetzen – wechseln Sie einfach das Interface und starten Sie Ihre Anwendung. Anpassungen an Ihrer Anwendung sind nicht erforderlich.
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