CAN İletim Tahkim Mekanizması hakkında konuşmak
Endüstriyel teknolojinin sürekli gelişmesiyle birlikte CAN veri yolu, araçlar, havacılık ve tıbbi tedavi gibi yüksek güvenlik gereksinimleri olan alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. CAN mesajlarının yüksek frekanslı gönderimi de güvenlik testinin önemli bir parçası haline geldi. Normal bir sinyal ağında yüksek yük oranına sahip bir test gönderirken, veri yolunda çok sayıda hata mesajı, test edilen cihazın anormal mesaj döngüleri ve hatta veri yolu kilitlenmesi gibi birçok beklenmedik sorun ara sıra ortaya çıkacaktır. Şu anda, CAN ağındaki tahkimin anormal olup olmadığını değerlendirmemiz gerekiyor.
İlk olarak, CAN veri yolu tahkim mekanizmasına bir göz atalım.
CAN veriyolu tahkim mekanizması
CAN veriyolu bir alan veri yoludur.Her düğüm ağa gönderilen veriyi aynı anda algılayabilir Veri yolu boşta olduğunda, her düğüm kendi mesaj iletimini başlatabilir. Birden fazla düğüm aynı anda bir mesaj gönderme talebi başlatırsa, hangi düğümün veri yolunu işgal ettiği, tahkim mekanizmasının ana amacıdır.
İlk olarak, CAN veriyolunun fiziksel katmanı genellikle bükülü bir çifttir. Veriyoluna mantık "1" yazıldığında, CANH ve CANL düzeylerinin her ikisi de 2.5V'dir ve bu durum "resesif" bit olarak tanımlanır; veriyoluna mantık "0" yazıldığında, CANH yukarı çekilecektir. 5V için CANL, 0V'a çekilir, bu durum "baskın" bit olarak tanımlanır. Baskın bit ve resesif bit aynı anda farklı düğümler tarafından veri yoluna yazılırsa, veri yolu "baskın" bit olarak görünecektir. "Dominant bitler resesif bitleri kapsar" CAN veriyolu çarpışma algılamasının temelidir.
Düğümler ilgili mesajlarını iletmeye başladığında, bir düğüm resesif bir bit yazar ve baskın bir biti geri okursa, düğüm başka bir yüksek öncelikli düğümün veri yolunu işgal ettiğini bilecek ve düğüm mesajları iletmeyi durduracak ve almaya devam edecektir. Otobüs mesajı. Bu teknik, "tahribatsız parça parça" tahkim olarak adlandırılır.
Şekil 1 CAN tahkim mekanizması
Şekil 1'de gösterildiği gibi, birden fazla düğüm aynı anda mesaj gönderdiğinde, ilk kez farklıdır ve baskın biti gönderen düğüm, veriyolunu işgal eder. CAN mesajı ID segmentinde ilk olarak gönderildiğinden ve baskın bit mantık "0" olduğundan, ID ne kadar küçükse çerçevenin önceliği o kadar yüksek olur.
Tahkim alanı
Görünüşe göre "tahribatsız bit biti" tahkim mekanizmasına göre, ID'den CRC segmentine hakemlik yapmak mümkündür, ancak CAN iletim standardı böyle değildir.CAN standardı, tahkimin yalnızca temel ID'nin ilk bitinden standart çerçevenin IDE bitine başlamasını gerektirir. Veya uzatılmış çerçevenin RTR biti biter. Bu alan tahkim alanı olarak tanımlanır. resim 2'de gösterildiği gibi.
Şekil 2 CAN Tahkim Alanı Alanı
Tahkim alanının kapsamına göre CAN veriyolu tahkim süreci Şekil 3'te gösterilmektedir.
Şekil 3 CAN Tahkim Alanı Alanı
Tahkim istisnasının etkisi
CAN tahkim mekanizmasında, teorik olarak tahkim alanında tahkim tamamlanmalıdır. Bununla birlikte, CAN veriyolu yanlış yapılandırılmışsa veya CAN çerçevesi test sırasında dikkatsizce gönderilmişse, tahkim alanındaki verilerin tamamen aynı olduğu bir durum da söz konusudur Bu durumda veriyolu için sonuçları nelerdir? CAN iletişim prensibine göre tahkim anormal olduğunda CAN veriyolunun olası davranışını inceleyelim.
1. Tahkim alanından sonra tutarsız veri iletimi
Tahkim alanının sona ermesinden sonra, CAN düğümünün gönderilen verilerin tutarlılığını karşılaştırması gerekir.Gönderilen veriler okunan verilerle tutarsızsa, alıcı-vericinin veri hatalarının her bir düğümüne veri hataları gönderdiğini ve almayı durdurduğunu bildirmek için bir CAN hata çerçevesi göndermesi gerekir. Verileri tekrar göndermek için hızlıca boşta veri yoluna girin.
Şekil 4 Tahkim alanından sonra tutarsız veri iletimi
Şekil 4'te gösterildiği gibi, iki düğüm tarafından gönderilen tahkim alanı aynı olduğunda, DLC segmentindeki veriler tahkim alanından sonra farklıdır. Gönderme birimi 1, baskın seviyeyi göndermesi ve alması gereken çekinik seviyeyi bulur ve veri tutarsızlığını belirledikten sonra hata çerçevesi bilgisini (6 baskın bit) hemen gönderir. Hata bilgisinin gönderici birim (1) tarafından gönderilmesi sürecinde, gönderici birim (2) kendi başına belirli bir resesif bitin gönderilmesi ve alınması arasındaki tutarsızlığı da yakalayacak ve böylece aynı zamanda bir aktif hata çerçevesi gönderecektir. Sonuç, Şekil 4 veri yolu seviyesi özelliklerine benzer.
Çoğu CAN alıcı-vericisinin, veriyolu bir dahaki sefere boşta kaldığında aynı veriyi göndermek için veriyolunu tekrar işgal edeceği unutulmamalıdır çünkü bunlar, veriyolu işgal etmez veya iletim işlemi sırasında iletimde başarısız olur. Bu nedenle tahkim alanındaki veriler aynı ancak sonraki veriler farklı olduğunda, iki düğümün veriyolu hatasından sonra aynı anda veriyolunu işgal etmesi, tekrar hakemlik yapması ve veriyolu hatasına neden olması hatta hatayı tekrar tekrar girmesi ve ağ kilitlenmesi gibi ciddi durumlara neden olması son derece muhtemeldir.
2. Tahkim alanından sonraki veriler aynıdır
İki CAN düğümü CAN çerçevelerini tamamen aynı şekilde gönderirse, her iki gönderen birim de veri yolunun dolu olduğunu düşünür ve başarıyla veri gönderir. Veri iletimi tamamlanmış olsa da, CAN düğümü bir veri çerçevesi gönderdiğinde, kendisi tarafından gönderilen CAN çerçevesine yanıt veremeyeceğine dikkat etmek gerekir.Bu sırada farklı durumlar ortaya çıkacaktır.
a. Gereksiz yanıt düğümü yok
Şekil 5 Aktarılan veriler aynı olduğunda yanıt yok
Tüm veri yolu düğümleri tarafından gönderilen veriler aynı olduğunda, tüm düğümler verileri başarıyla gönderdiklerini düşünür ve veri yolundaki diğer düğümlerin yanıt vermesini bekler. Bu sırada, gönderen düğüm CAN düğümü tarafından bir yanıt almadığı için gönderme hatası olarak tanınacak ve veriyolunu yeniden işgal edip yeniden gönderecektir.
(Not: Bu fenomenin uygulama katmanıyla çok ilgisi vardır. Düğüm ayrıca yeniden iletim olmadan başarılı bir iletim olarak kabul edilebilir.)
b. Yedekli yanıt düğümleri var
Şekil 6 Aynı iletim verilerinin bir yanıtı var
Birden fazla düğüm aynı veriyi aynı anda veri yoluna gönderdiğinde ve diğer düğümler gönderme durumunda değilse, diğer düğümler veri yoluna yanıt verir ve gönderen düğüm CAN verilerinin başarıyla gönderildiğini dikkate alır. Bu, bu tahkim anormalliğini gizler.
3. Tahkimin diğer özellikleri ve test önerileri
1. CAN veri yolundaki bir düğüm tahkimde başarısız olur, göndermede başarısız olur veya veri yolunun gönderilmesi istendiğinde, veri yolu diğer düğümler tarafından işgal edilir ve genellikle bir sonraki sefer boşta olduğunda göndermeyi ister. Veri yolu yük hızı ne kadar yüksekse, yukarıdaki durumla karşılaşma olasılığı o kadar büyük olur. Bu nedenle, tahkim olaylarının meydana gelmesi genellikle yüksek bir yük oranına sahip bir veri yolu ortamında meydana gelir Veriyolu yük hızı makul bir aralıkta kontrol edilebilirse, tahkim olaylarının oluşumu büyük ölçüde azaltılabilir.
2. Her CAN düğümü bir mesaj gönderdiğinde, baskın seviyenin belirli bir sürüş yeteneği vardır.Bir tahkim olayı meydana geldiğinde, birden fazla düğüm aynı anda veriyolunu sürdüğü için, CAN veriyolunun baskın seviye voltajı normalden daha yüksek olacaktır. (Ne kadar çok sürüş noktası olursa, voltaj o kadar yüksek olur). Aynı zamanda, her düğümün senkronizasyonundaki küçük farklılıklar nedeniyle, darbe genişliği de değişebilir.
3. Veriyolunu uzun süre işgal etmeyen belirlenmiş bir düğümün performansını test etmek gerektiğinde, yüksek yük oranı iletimi için yüksek öncelikli bir test mesajı kullanılmalıdır (mümkün olduğu kadar% 100'e kadar). Yüksek öncelikli mesajlar her zaman veriyolunu işgal eder ve düşük öncelikli mesajlar hiçbir zaman veri yolunu işgal etmez. Kısmi izin ve kısmi yasaklama gerektiğinde, test mesajının önceliği izin verilen mesaj ile izin verilmeyen mesaj arasında ayarlanmalıdır.
4. Belirtilen düğümün yüksek yük oranı altında mesajın periyodik özelliklerini test etmeniz gerekirse, gönderilen mesajın önceliği, test edilen düğümün periyodik karakteristik mesajının önceliğinden daha yüksek olamaz. Test edilen düğüm periyodikliği karşılarsa, periyot geldikten sonraki ilk boşta kalma süresinden sonra mesaj iletimi başarılı bir şekilde tahkim edilebilir ve periyodik mesajı başarıyla gönderebilir.
5. Bazı CAN yüksek seviyeli veri yolu protokollerinde, değişken bir öncelik alanı vardır (öncelik, talebin gönderilmesi için bekleme süresine göre değiştirilir). Mesaj önceliği değişikliklerinin özelliklerini doğrulamanız gerekirse, gönderilen mesajın önceliğinin ilk talebin önceliğinden yüksek ve en yüksek önceliğinden düşük olması gerekir.
CAN veriyolunda, anormal tahkimin neden olduğu hataları önlemek için, tahkim alanı düğümün veya test ekipmanının mesaj gönderip göndermediğine bakılmaksızın farklı olmalıdır. Ayrıca CAN testinde, tahkim özelliklerinin test etkisini etkilemesini önlemek için test amacına göre makul bir CAN mesaj kimliği seçilmelidir.
