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Introdução <ul><li>A rápida evolução dos sistemas distribuídos na década de 80 é justificada pelo avanço da eletrônica dig...
Introdução ao CAN <ul><li>Protocolo Digital de comunicação serial síncrona, apresentado em Detroit, 1986, por Robert Bosch...
<ul><li>O CAN pode apresentar velocidades que podem varias de poucos Kbit/s chegar até 1Mbit/s. </li></ul><ul><li>Padroniz...
Protocolo CAN - Aplicações  22/12/11
Protocolo CAN  versus  Modelo OSI <ul><li>Segundo a ISO 11898 e ISO 11519, o CAN apresenta duas camadas:   </li></ul><ul><...
Protocolo CAN – Camada Física <ul><li>Non-Return-to-Zero; </li></ul><ul><li>Técnica  Bit – Stuffing </li></ul><ul><li>Temp...
Protocolo CAN – Camada Física <ul><li>Segundo a CIA, cada nó CAN deve ser composto de: </li></ul><ul><ul><li>Controlador C...
Protocolo CAN – Enlace de Dados <ul><li>Método de Arbitragem. </li></ul><ul><li>O CAN apresenta 5 tipos de quadros: </li><...
Protocolo CAN – Enlace de Dados <ul><li>Quadro de Dados: </li></ul><ul><ul><li>RTR    “Dominante” </li></ul></ul><ul><li>...
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Arquitetura Nó CAN <ul><li>Analise do Funcionamento do Nó CAN </li></ul><ul><ul><li>Transmissão de Registros CAN </li></ul...
Exemplos de aplicações 22/12/11
Exemplos de Aplicação 22/12/11
CAN    DeviceNet <ul><li>DeviceNet utiliza o padrão CAN na camada de link de dados; </li></ul><ul><li>Utiliza somente o t...
CAN    DeviceNet 22/12/11
Exemplo de integração 22/12/11
CAN e sua derivações <ul><li>CANOpen </li></ul><ul><li>DeviceNET </li></ul><ul><li>J1939  (trens, caminhões, ônibus  e etc...
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Protocolo Can

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Apresentação sobre o protocolo CAN e suas derivações.

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  1. 1. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará PROTOCOLO CAN 22/12/11 Júlio Peixoto da Silva Júnior Tecnólogo em Mecatrônica Fortaleza – CE 2011
  2. 2. Introdução <ul><li>A rápida evolução dos sistemas distribuídos na década de 80 é justificada pelo avanço da eletrônica digital e da microeletrônica. </li></ul><ul><li>Protocolo de Campo ( Fieldbus ): é definido como um protocolo de comunicação usado em sistemas de controle distribuído onde cada dispositivo apresenta sua função especifica e se comunica utilizando um barramento de dados. </li></ul>22/12/11
  3. 3. Introdução ao CAN <ul><li>Protocolo Digital de comunicação serial síncrona, apresentado em Detroit, 1986, por Robert Bosch para aplicações automobilísticas. </li></ul><ul><li>Permitir a interligação de dispositivos eletrônicos no automóvel com uma solução de baixo custo, garantindo uma redução importante na quantidade de cabos . </li></ul><ul><li>O CAN foi baseado na técnica CSMA/CD with AMP ( Carrier Sense Multiple Acess / Collision Detection and Arbitration on Message Priority ). </li></ul>22/12/11
  4. 4. <ul><li>O CAN pode apresentar velocidades que podem varias de poucos Kbit/s chegar até 1Mbit/s. </li></ul><ul><li>Padronizado pela ISO 11898 e ISO 11519, em 1994. </li></ul><ul><li>Por que o CAN se tornou “popular”? </li></ul><ul><ul><li>Comunicação com dois fios: redução de gastos*, </li></ul></ul><ul><ul><li>Redução da interferência eletromagnéticas; </li></ul></ul><ul><ul><li>fácil implementação (manutenção, alterações) ; </li></ul></ul><ul><ul><li>Tamanho de dados por quadro otimizado; </li></ul></ul><ul><ul><li>Esquema de arbitragem não destrutiva ( bitwise arbitration) descentralizada; </li></ul></ul><ul><ul><li>Possibilidade de implementação de rede com comunicação ponto a ponto,e ; </li></ul></ul><ul><ul><li>Variedades de meios físicos. </li></ul></ul>Protocolo CAN - Características 22/12/11
  5. 5. Protocolo CAN - Aplicações 22/12/11
  6. 6. Protocolo CAN versus Modelo OSI <ul><li>Segundo a ISO 11898 e ISO 11519, o CAN apresenta duas camadas: </li></ul><ul><ul><ul><li>Camada Física: </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Não definida por completo; </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Subcamada de Sinalização; </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Subcamada de Ligação ao Meio; </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Subcamada de Interface Dependente do Meio; </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Camada de Enlace de Dados: </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>A ISO difere da definição de Robert Bosch; </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Segundo a ISO subdivisão em duas partes; </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Subcamada de Ligação Lógica; </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Subcamada de Acesso ao Meio; </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Camada De Aplicação: </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Protocolos de Alto Nível </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>DeviceNet, CANopen, CANKingdom </li></ul></ul></ul></ul>22/12/11
  7. 7. Protocolo CAN – Camada Física <ul><li>Non-Return-to-Zero; </li></ul><ul><li>Técnica Bit – Stuffing </li></ul><ul><li>Tempo Nominal de um Bit </li></ul><ul><li>Níveis de Sinal </li></ul>22/12/11
  8. 8. Protocolo CAN – Camada Física <ul><li>Segundo a CIA, cada nó CAN deve ser composto de: </li></ul><ul><ul><li>Controlador CAN; </li></ul></ul><ul><ul><li>Microcontrolador; </li></ul></ul><ul><ul><li>Transceiver CAN; </li></ul></ul><ul><li>Terminador de rede: 120 Ω </li></ul><ul><li>Extensão da Rede: </li></ul>22/12/11 Taxa de Dados ( Baud Rate ) Tamanho da Rede ( Bus Length ) Tempo Nominal de um bit ( Nominal Bit-Time ) 1 Mbit/s 30 m 1 µs 800 Kbit/s 50 m 1,25 µs 500 Kbit/s 100 m 2 µs 250 Kbit/s 250 m 4 µs 125 Kbit/s 500 m 8 µs 62,5 Kbit/s 1000 m 20 µs 20 Kbit/s 2500 m 50 µs 10 Kbit/s 5000 m 100 µs
  9. 9. Protocolo CAN – Enlace de Dados <ul><li>Método de Arbitragem. </li></ul><ul><li>O CAN apresenta 5 tipos de quadros: </li></ul><ul><ul><li>Quadro de Dados; </li></ul></ul><ul><ul><li>Quadro Remoto; </li></ul></ul><ul><ul><li>Quadro de Erro; </li></ul></ul><ul><ul><li>Quadro de Sobrecarga, e; </li></ul></ul><ul><ul><li>Espaço entre quadros. </li></ul></ul>22/12/11
  10. 10. Protocolo CAN – Enlace de Dados <ul><li>Quadro de Dados: </li></ul><ul><ul><li>RTR  “Dominante” </li></ul></ul><ul><li>Campo Identificador: </li></ul><ul><ul><li>CAN 2.0A </li></ul></ul><ul><ul><li>CAN 2.0B </li></ul></ul><ul><li>Campo de Controle: </li></ul><ul><li>Campo de Dados: 64 bits de Dados </li></ul><ul><li>CRC </li></ul><ul><ul><li>15 bits de seqüência CRC </li></ul></ul><ul><ul><li>1 bit delimitador </li></ul></ul><ul><ul><li>X 15 + X 14 + X 10 + X 8 + X 7 + X 4 + X 3 + 1 </li></ul></ul><ul><li>Campo de Reconhecimento </li></ul>22/12/11 Número de Bytes Data Length Code (DLC) DLC3 DLC2 DLC1 DLC0 0 d d d d 1 d d d r 2 d d r d 3 d d r r 4 d r d d 5 d r d r 6 d r r d 7 d r r r 8 r d d d
  11. 11. Protocolo CAN - Erros <ul><li>Cinco tipos de Erros divididos em dois tipos: </li></ul><ul><ul><li>Em Relação ao Bit: Erro de Bit e Erro de Stuffing </li></ul></ul><ul><ul><li>Em Relação a Mensagem: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Erro CRC; </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Erro de Forma; </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Erro de Reconhecimento; </li></ul></ul></ul><ul><li>Mecanismo de Erro : </li></ul><ul><ul><li>Globalização dos Erros; </li></ul></ul><ul><ul><li>Estados de Erros </li></ul></ul><ul><ul><li>Registradores de Erro </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Contador de Recepção de Erros (REC) ; </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Contador de Transmissão de Erros (TEC); </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>12 regras </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>1 erro a cada 0,7 segundos com um Baud Rate 500 Kb/s, 8 horas por dia, probabilidade de 1 erro não detectado em 1000 anos. </li></ul></ul>22/12/11 ρ < 4.7 x 10 -11 x error_rate
  12. 12. Arquitetura Nó CAN <ul><li>Analise do Funcionamento do Nó CAN </li></ul><ul><ul><li>Transmissão de Registros CAN </li></ul></ul>22/12/11 Transmissão de Registros CAN Bits Identificador Bits de Dados <ul><li>Controlador CAN </li></ul><ul><li>Start/Stop Bits </li></ul><ul><li>CRC </li></ul><ul><li>Arbitragem </li></ul>Transceiver CAN Barramento CAN <ul><li>Recepção de Registros CAN </li></ul>Transceiver CAN Barramento CAN Recepção de Registros CAN Bits Identificador Bits de Dados <ul><li>Controlador ECAN </li></ul><ul><li>Checagem de Erros </li></ul><ul><li>CRC </li></ul>Filtro de Mensagens Recepção da Mensagem
  13. 13. Exemplos de aplicações 22/12/11
  14. 14. Exemplos de Aplicação 22/12/11
  15. 15. CAN  DeviceNet <ul><li>DeviceNet utiliza o padrão CAN na camada de link de dados; </li></ul><ul><li>Utiliza somente o tipo de frame de dados do protocolo CAN; </li></ul><ul><li>Aplicado em suma maioria na automação industrial; </li></ul><ul><li>Implementa em 1994 pela Allen Bradley. </li></ul>22/12/11
  16. 16. CAN  DeviceNet 22/12/11
  17. 17. Exemplo de integração 22/12/11
  18. 18. CAN e sua derivações <ul><li>CANOpen </li></ul><ul><li>DeviceNET </li></ul><ul><li>J1939 (trens, caminhões, ônibus e etc) </li></ul><ul><li>FMS (sistema de gerenciamento de frota) </li></ul><ul><li>MilCAN (veículos militares) </li></ul><ul><li>NMEA 2000 ( veículos marítimos e navegação ) </li></ul><ul><li>ISO 11992 series ( truck/trailer conecções) </li></ul><ul><li>ISO 11783 series (máquinas agríclolas e florestais) </li></ul>22/12/11
  19. 19. Obrigado pela atenção Boa noite! [email_address] [email_address] (85)8746-5916
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