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Ablauf der Datenübertragung
Jedes am CAN-Bus angeschlossene Steuergerät verfügt über
eine so genannte Busanbindung. Diese besteht aus einem Buscontroller
und einem Transceiver.
Der Buscontroller koordiniert das Senden und Empfangen von Daten über den
Bus, sodass die CPU von diesen Aufgaben befreit und somit nicht zusätzlich
belastet wird. Damit der Datenaustausch über eine gemeinsame Busleitung
nicht in einem unkontrollierbaren Chaos endet, ist die Einhaltung gewisser
Kommunikationsregeln unerlässlich.
Diese
Regeln sind in einem Protokoll festgehalten. Der Buscontroller sorgt
dafür, dass dieses Protokoll eingehalten wird. Ähnlich wie der Signalwandler
und die Endstufe des Steuergeräts sorgt der Transceiver dafür, dass
die Signale auf dem Bus in für den Buscontroller lesbare Signale umgewandelt
werden und andersherum nur protokollkonforme Signale auf den Bus gesendet
werden. Buscontroller und Transceiver sind in der Regel zu einem Bauteil
zusammengefasst.
| Controller |
Der CAN-Controller bekommt vom Mikrocomputer im
Steuergerät die Daten, die gesendet werden sollen. Er bereitet sie auf
und gibt sie an den CAN-Transceiver weiter. Die Daten werden im
Controller in eine hochfrequente Rechteckspannung (ca. 200 Hz)
umgewandelt und auf eine kleine Gleichspannung (z.B. 5V) moduliert. Der
Controller bekommt auch Daten vom CAN-Transceiver, bereitet diese
ebenfalls auf und gibt sie an den Mikrocomputer im Steuergerät weiter. |
| Transceiver |
Bindeglied zwischen Steuergerät und
Datenbus. Der CAN-Transceiver ist ein Sender (Transmitter) und ein
Empfänger (Receiver). Er wandelt die Daten vom CAN-Controller um und
sendet sie in die Datenbusleitungen. Genauso empfängt er die Daten und
wandelt sie für den CAN-Controller um. |
| Datenbus-Abschluss |
Der Datenbus-Abschluss ist ein
Widerstand, der verhindert, dass die gesendeten Daten von den Enden als
„Echo“ zurückkommen und die Daten verfälschen. Auch die Diagnose wird
durch diese Widerstände ermöglicht. Sie verhindern eine sogenannte
Rückkopplung. Häufig werden 120 Ω verwendet. |
| Datenbusleitungen |
Die Datenbusleitungen sind bidirektional und dienen zum
Übertragen der Daten. Sie werden mit CAN-High (1) und CAN-Low (0)
bezeichnet. Um Störeinflüsse auf die Datenübertragung zu verhindern,
werden die zwei Datenbusleitungen miteinander verdrillt. Zugleich werden
dadurch auch Störabstrahlungen von der Datenbusleitung verhindert.
Eine zusätzliche Abschirmung (wie z.B. bei
Koaxialkabeln) ist nicht erforderlich.
Auf beiden Leitungen ist die jeweilige Spannung entgegengesetzt, d.h.
wenn die Spannung auf der einen Leitung 5 V beträgt, dann beträgt sie
auf der anderen 0 V und umgekehrt.
Dadurch ist die Spannungssumme zu jeder Zeit konstant und die
elektromagnetischen Feldeffekte der beiden Datenbusleitungen heben sich
gegenseitig auf.
Für die Datenübertragung würde im Grunde nur ein einadriges Kabel
benötigt. Ein solcher Eindrahtbus ermöglicht allerdings nur eine relativ
geringe Übertragungsgeschwindigkeit. Außerdem muss allen an den
Eindrahtbus angeschlossenen Stationen die elektrische Fahrzeugmasse zur
Verfügung stehen. Daher reagiert ein Eindrahtbus empfindlicher auf
äußere elektrische Störimpulse.
Auch der LIN-Bus besitzt nur eine Datenleitung. Aufgrund ihrer
Eigenschaften werden Eindraht-Busse im Kfz nur als Sub-Bus (z.B. für
Klimaanlage oder Dachelektronik) eingesetzt.
Leider existiert keine einheitliche Farbgebung. Die beiden Drähte
können daher von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich gefärbt sein. |
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