Электрические
цепи автомобилей усложнялись и разрастались год от года. Первые автомобили
обходились без генератора и аккумулятора – зажигание работало от магнето, а
фары были ацетиленовые.
К середине 70-х годов в жгуты увязывались уже сотни метров электрических
проводов, автомобили по оснащённости электрикой, соперничали с легкомоторной
авиацией.
Идея упрощения электропроводки лежала на поверхности – хорошо бы проложить в
автомобиле всего один провод, нанизать на него потребителей и возле каждого
поставить некое управляющее устройство. Тогда по этому проводу можно было бы
пустить и энергию для потребителей (лампочек, датчиков, исполнительных
устройств) и управляющие сигналы.
К началу 90-х развитие цифровых технологий позволило приступить к осуществлению
этой идеи - компаниями BOSCH и INTEL был разработан сетевой интерфейс CAN
(Controller Area Network) для создания бортовых мультипроцессорных систем
реального времени. В электронике проводную систему, по которой передаются
данные, принято называть "шиной”.
Если
данные передаются по двум проводам (т.н. "витая пара”) последовательно,
импульс за импульсом – это будет последовательная шина (serial bus), если
данные передаются по жгуту из нескольких проводов одновременно – это будет
параллельная шина (parallel bus).
И хотя параллельная шина работает быстрее, для упрощения электропроводки
автомобиля она не подходит – она её как раз только усложнит. Витая пара
последовательной шины способна передавать до 1Мбит/сек, чего вполне достаточно.
Правила, по которым отдельные блоки обмениваются информацией, в электронике
называются протоколом . Протокол позволяет посылать отдельным блокам отдельные
команды, опрашивать каждый блок в отдельности или всех сразу. Кроме адресного
обращения к устройствам, протокол предусматривает и возможность задания
приоритетов самим командам. Например, команда на управление двигателем будет
иметь приоритет перед командой на управление кондиционером.
Развитие и миниатюризация электроники позволяют теперь выпускать недорогие
модули управления и связи, которые в автомобиле можно соединять в виде звезды,
кольца или цепи.
Обмен информацией идет в обоих направлениях, т.е. можно не только включить
например лампочку заднего хода, но и получить информацию светит ли она.
Получая информацию от различных устройств система управления двигателем выберет
оптимальный режим, система кондиционирования включит отопление или охлаждение,
система управления стеклоочистителем взмахнет щетками и т.п.
Значительно упрощается и система диагностики двигателя и всего автомобиля в
целом.
И хотя главная мечта электрика – всего два провода по всей машине – ещё не
сбылась, CAN шина значительно упростила электропроводку автомобиля и повысила
общую надежность всей системы.
Итак,
CAN-шина - это система цифровой связи и управления электрическими устройствами
автомобиля, позволяющая собирать данные от всех устройств, обмениваться
информацией между ними, управлять ими. Информация о состоянии устройств и
командные (управляющие) сигналы для них передаются в цифровой форме по
специальному протоколу двумя проводами, т.н. «витая пара». Кроме того к каждому
устройству подается и питание от бортовой электросети, но в отличии от обычной
проводки – все потребители соединены параллельно, т.к. нет необходимости вести
от каждого выключателя до каждой лампочки свой провод. Это значительно упрощает
монтаж, снижает число проводов в жгутах и повышает надёжность всей
электросистемы
|