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Forum: Haus & Smart Home Bussysteme im Auto


Autor: "t." "k." (campionissimo)
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Hallo zusammen,

Vieleicht können hoffentlich ein paar meine Fragen beantworten;)

Der LIN-Bus ist ja ein Subbus vom CAN. Er hat auch eine niedrige 
Übertragungsrate, da er eine Eindrahtleitung besitzt. CAN hat ja auch im 
prinzip auch nur eine den CAN high oder CAN low. Und es ist das gleiche 
Material. Warum hat zb CAN High oder CAN low eine größere 
Übertragungsrate oder benötigt mehr PLatz (Ist ja auch ein kriterium) 
als ein LIN-Bus ?

Warum nimmt man den CAN-Bus für die Karoserie und Antrieb her und nicht 
einen anderen ?

Der FlexRay Bus ist echtzeitfähiger Bus! Aber die anderen Buse können 
doch genauso echtzeitfähig sein???, da echtzeitfähig ja heisst das eine 
Nachricht in einer bestimmten zeit ankommt und das wird durch 
Zugriffsverfahren und topologie beeinflusst. Also warum ist nur FlexRay 
echtzeitfähig ? Wenn Bussysteme echtzeitfähig sind können diese auch für 
sicherheitskritische Systeme angewand werden. z.B Bremsen, Lenkung usw.

Vielen dank für die Antworten

Autor: Timo E. (tien)
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Hallo,

das Forum ist nicht wirklich Ideal für Deine Fragen. Ich denke im 
bereich Hausbus wirst Du eher wenige finden, die sich mit FlexRay 
auskennen.

Eventl. stellst du Deine Frage nochmals im µC & Elektronik Forum.

Ein bischen kann ich Dir allerdings etwas zu CAN & FlexRay beantworten, 
da ich mit beiden Bussystemen beruflich zu tun habe. Lin kenne ich nicht 
aus der Praxis.

CAN, wie er üblicherweise im KfZ eingesetzt wird nutzt eine symetrische 
bzw. differentielle Übertragungstechnik, d.h. die Signale werden als 
Spannungsdifferenz über zwei Adern (CAN-High & CAN-Low) übertragen. 
Somit wirken sich Störungen, welche von aussen auf die Leitung einwirken 
nicht auf das Nutzsignal aus.

Weitere Infos zur sym. Übertragung:
http://de.wikipedia.org/wiki/Symmetrische_Signal%C...

Weitere Infos zum CAN:
http://de.wikipedia.org/wiki/Controller_Area_Network
Die Spezifikation: http://www.semiconductors.bosch.de/pdf/can2spec.pdf

Zum Thema Echtzeitfähig:
Ob eine Technik echtzeitfähig ist oder nicht hängt immer von den 
Anforderungen des Systems ab. So ist ein CAN Bus für die Steuerung einer 
"langsamen" Heizungsanlage durchaus echtzeitfähig. Auch im Fahrzeug ist 
der CAN in bestimmten Grenzen echtzeitfähig.
Der CAN ist aber Ereignisgesteuert und nicht Zeitgesteuert, darin liegt 
einer der großen Unterschiede zum FlexRay. D.h. ein Teilnehmer legt z.B. 
zu einem beliebiegen Zeitpunkt eine Nachricht auf den Bus. Der Empfänger 
muss diese Nachricht asynchron zu seinem eigenen Verhalten verarbeiten 
bzw. solange zwischenspeichern bis er die Nachricht verarbeiten kann. 
Die Zeit vom Erfassen eines Sensowertes eines Sensors (mit CAN) bis zur 
Reaktion eines Steuergeräts (mit CAN) ist nicht deterministisch und 
hängt u.a. von der Buslast und der Priorität des Senders ab.
Der FlexRay ist (bis auf den dynamischen Bereich) Zeitgesteuert. D.h. 
jeder Teilnehmer und jede Nachricht hat in dem Bus seinen festen Platz. 
Jeder Empfänger weiß genau zu welchem Zeitpunkt eine Nachricht ankommt. 
Damit läßt sich das Verhalten mehrerer Teilnehmer synchronisieren.
Die Zeit zwischen dem Erfassen eines Sensorwertes in einem Sensor (mit 
FlexRay) bis zur Reaktion in einem Steuergerät (mit FleyRay) ist somit 
immer gleich.
Weitere Infos zum FlexRay:
http://de.wikipedia.org/wiki/Flexray

Weitere Infos zum Thema Echtzeitfähigkeit:
http://de.wikipedia.org/wiki/Echtzeitsystem

Ich empfehle Dir zu Thema einfach mal etwas im Internet zu suchen. 
Google, Wikipedia & Co sind Deine Freunde.


Grüße Tien.

Autor: "t." "k." (campionissimo)
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Hallo,

erstmal vielen Dank für deine Antworten.
Ich möchte nochmal auf den CAN High und CAN Low eingehen.
Du sagst ja das System wertet die Spannungsdifferenz aus, aber warum 
gibt es dann für den CAN High und CAN low verschiedene Übertragungsraten 
?
Mit der Spannungsdifferenzen können meiner meinung nach ja nur eine 
Übertragunsrate festgesetzt werden. Und weisst du vieleicht warum CAN 
für Karosserie oder Antrieb verwendet wird ? DAS mit der 
echtzeitfähigkeit ist mir klar, dass es ander Anwendung liegt. Aber 
CSMA/CA ist ja echtzeitfähig, aber ein stochastisches Verfahren. Es ist 
echtzeitfähig das System, da Prios vergeben werden. die wichtigsten 
Nachrichten werden zuerst versendet, also damit auch die dringensten.

Vielen Dank für die Antwort

Autor: Timo E. (tien)
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"t." "k." schrieb:
> Ich möchte nochmal auf den CAN High und CAN Low eingehen.
> Du sagst ja das System wertet die Spannungsdifferenz aus, aber warum
> gibt es dann für den CAN High und CAN low verschiedene Übertragungsraten ?
> Mit der Spannungsdifferenzen können meiner meinung nach ja nur eine
> Übertragunsrate festgesetzt werden.

Kannst Du mir eine Quelle angeben, wo Du diese Info her hast?
Es gibt einen Highspeed CAN und einen Lowspeed CAN, eventl. meinst Du 
das?
Beim Lowspeed CAN reicht eigentlich eine Ader mit Bezug auf Masse. Meist 
werden denoch zwei Adern verwendet, wenn eine Ader unterbrochen wird 
kann der Bus aber dennoch weiter kommunizieren (Stichwort: "Fault 
Tolerant CAN").
Der Highspeed CAN wird üblicherweise für die Antriebstechnik, Bremsen 
usw. genutzt um die notwendigen Übertragungsraten zu erzielen. CAN high 
/ CAN low wird aber eher für die Bezeichnung der beiden Adern verwendet 
und hat daher nichts mit der Übertragungsrate zu tun.

> Und weisst du vieleicht warum CAN
> für Karosserie oder Antrieb verwendet wird ?

Naja, der CAN ist günstig, störunempfindlich, einigermaßen schnell, 
relstiv einfach zu nutzen und ein Quasi Standard im KfZ Bereich. Er 
wurde ja von Bosch genau für diesen Anwendungsfall entwickelt. Oder 
verstehe ich Deine Frage falsch?

> DAS mit der
> echtzeitfähigkeit ist mir klar, dass es ander Anwendung liegt. Aber
> CSMA/CA ist ja echtzeitfähig, aber ein stochastisches Verfahren. Es ist
> echtzeitfähig das System, da Prios vergeben werden. die wichtigsten
> Nachrichten werden zuerst versendet, also damit auch die dringensten.

Ja, ich schrieb ja nicht, das CAN nicht echtzeitfähig ist. Wenn die 
Anwendung mit dem Jitter und der Übertragunsrate zurecht kommt, kann der 
CAN durchaus echtzeitfähig sein. Und dies trifft auf den KfZ Bereich in 
den meisten Fällen ja auch zu. Nur hat es sich halt gezeigt, dass zum 
einen die Übertragungsrate für bestimmte Anwendungen nicht mehr 
ausreicht und zum anderen eine Synchronisation über das gesamte Fahrzeug 
erwünscht ist. Deshalb gibt es eben KfZ Hersteller, die nun verstärkt 
FlexRay einsetzen.

Grüße Tien

Autor: "t." "k." (campionissimo)
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Aber warum wird bei CAN dann z.b. ein CAN low für spiegel benutzt,da is 
ja der can high auch dabei, weil es ja immer zwei leitungen sind.
Da könnte ich ja gleich die PÜbertragungsrate vom high nehmen und 
bräuchte keine zwei Übertragungsraten. Und wie entstehen eigentlich die 
zwei Übertragungsraten bei CAN high und low ?

Hast mir schon viel geholfen Danke

Autor: "t." "k." (campionissimo)
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Ja und warum störempfindlich sind ja nur verdrillt und nicht mal 
abgeschirmt. Reicht das wirklich ?

Autor: "t." "k." (campionissimo)
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Ach ja und mir synchronisation meinst du den Backbone. Da wird ja der 
FlexRay benutzt
Danke;)

Autor: Timo E. (tien)
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"t." "k." schrieb:
> Aber warum wird bei CAN dann z.b. ein CAN low für spiegel benutzt,da is
> ja der can high auch dabei, weil es ja immer zwei leitungen sind.
> Da könnte ich ja gleich die PÜbertragungsrate vom high nehmen und
> bräuchte keine zwei Übertragungsraten. Und wie entstehen eigentlich die
> zwei Übertragungsraten bei CAN high und low ?

Drücke ich mich so schlecht aus?
CAN high und CAN low werden als Bezeichnung der Adern bei einem 
differentiellen CAN mit zwei Adern verwendet, das hat zunächst nichts 
mit der Übertragungsrate zu tun. Und ein Spiegel benötigt nun mal keine 
hohen Datenraten, deshalb verwendet man hier sinnvollerweise einen 
Lowspeed CAN. Damit wird natürlich auch der CAN controller und der µC 
einfacher und günstiger.

Bitte kauf Dir ein Buch zu dem Thema z.B. dieses:
http://www.amazon.de/Bussysteme-Fahrzeugtechnik-We...

Autor: Timo E. (tien)
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"t." "k." schrieb:
> Ja und warum störempfindlich sind ja nur verdrillt und nicht mal
> abgeschirmt. Reicht das wirklich ?

Ja, natürlich. Eine Störung wirkt sich auf die verdrillte Leitung 
gleichmäßig auf beide Adern aus. Diese Störung ist aber üblicherweise 
eine Störung mit Potential zur Fahrzeugmasse. Da aber die Daten als 
Differenzspannung zwischen den Adern codiert sind wirkt sich eine 
zusätzliche Störspannung von z.B. +2V auf beiden Adern nicht aus. Bitte 
lies Dir den von mir bereits verlinkten Wikipediaartikel durch!

Autor: Timo E. (tien)
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"t." "k." schrieb:
> Ach ja und mir synchronisation meinst du den Backbone. Da wird ja der
> FlexRay benutzt
> Danke;)

Das kommt auf den Hersteller und den Fzgtyp an. FlexRay wird z.B. zur 
Kommunikation zwischen Inertial Sensorik, ESP, Motor, Fahrwerk, usw. 
genutzt. Das andere System welche für den jeweiligen Anwendungsfall 
nicht synchron sein müssen über das Gateway per CAN angeschlossen werden 
ist üblich. FlexRay wird nur dort eingesetzt wo es benötigt wird, da die 
Kosten für FlexRay deutlich höher liegen als bei CAN.

Autor: gggast (Gast)
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Highspeed CAN: Zeitkritische Aufgaben wie z.B. Motorsteuerung
Lowspeed CAN: Komfortfunktionen wie Klima El. Außenspiegel, Radio etc.

Autor: txg (Gast)
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Meines Wissens sind die Außenspiegel über lin gesteuert, nicht über can.

Grund: da can ein Multimaster-system ist, könnte man ansonsten ein 
Fahrzeug stehlen indem man den Außenspiegel abbricht und sich ans system 
hängt, um die Türen zu öffnen. mit dem lin als master-slave topologie 
kann das nicht passieren.

Autor: "t." "k." (campionissimo)
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ok dann mal vielen dank an alle. Hat mir jetz sehr viel geholfen.
Und das mit den Spiegel war ja nur ein Beispiel. Ich weiß das LIN dafpr 
verwendet wird.

Schöne Grüße

Autor: Michael Roek (mexman) Benutzerseite
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txg schrieb:
> Meines Wissens sind die Außenspiegel über lin gesteuert, nicht über can.
>
> Grund: da can ein Multimaster-system ist, könnte man ansonsten ein
> Fahrzeug stehlen indem man den Außenspiegel abbricht und sich ans system
> hängt, um die Türen zu öffnen. mit dem lin als master-slave topologie
> kann das nicht passieren.



Hallo Campionissimo,

ein paar Details moechte ich hier doch noch klarstellen:

Es wird niemals "nur" ein CAN-H oder CAN-L uebertragen.
Beide Signale sind notwendig und wie schon beschrieben, ist durch 
doppeltes Signal und Verdrillung die Uebertragung wesentlich sicherer 
und schneller Moeglich.

Selbst wenn eine der beiden Leitungen bricht, ist auf der anderen noch 
das volle Nutzsignal vorhanden (Eindrahtbetrieb).
Je nach sicherheitsrelevantz, werden dann ggf. spezielle Funktionen von 
Steuergeraeten abgeschaltet oder eben nicht, auf jedenfall ein 
"Stoerungs"-Bit gesetzt.


Ein Fahrzeugspiegel ist weder CAN noch LINgesteuert sondern erhaelt 
seine Signale aus einem Steuergeraet per Kabel.
In einem Spiegel sitzen zwei bis drei Kleinmotore und ein Schalter, im 
Extremfall (Memoryfunktion) auch noch zwei Poti. Aber keine 
"Intelligenz".
Und ob das zugehoerige Steuergeraet CAN oder LIN gesteuet ist oder der 
Spiegel separat "nur" ueber einen Schalter verfahren wird, haengt vom 
Fahrzeug ab.


Die Verwendung von Flexray war schon angesprochen.
Ebenso die unterschiedliche Verwendung von High-Speed und Low-Speed CAN 
(wobei diese sich nicht nur durch die Geschwindigkeit unterscheiden: Ich 
kann beide mit 100kB/s laufen lassen und sie verstehen sich trotzdem 
nicht ;-)

Allerdings nimmt die Verwendung von CAN zugunsten LIN in neueren 
Fahrzeug-Architekturen stark ab. Es werden andere Loesungen gefunden, 
denn der SW-Aufwand sowie die zusaetzliche Leitung verursachen 
Mehrkosten und es kommt auf jeden Cent an!


@txg: Es ist richtig, dass bei externem Zugang zum CAN ein gewisses 
Sicherheitsrisiko besteht, aber auch beim Kauf eines Hammers im Baumarkt 
;-)
Denn das Aufwecken des Systems per CAN bewirkt noch kein Entsperren des 
fahrzeugs..... dafuer muss man schon die Hersteller- und 
Fahrzeugabhaengige CAN-Kommunikation komplett simulieren!





Gruss

Michael

Autor: Andreas Schweigstill (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite
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Michael Roek-ramirez schrieb:
> Allerdings nimmt die Verwendung von CAN zugunsten LIN in neueren
> Fahrzeug-Architekturen stark ab. Es werden andere Loesungen gefunden,
> denn der SW-Aufwand sowie die zusaetzliche Leitung verursachen
> Mehrkosten und es kommt auf jeden Cent an!

Nicht nur die zusätzliche Leitung kostet Geld, sondern auch die 
Lizenzgebühren für CAN, die an Bosch zu entrichten sind, da das ganze 
patentiert ist.

Schauen wir uns z.B. die Microcontroller LPC2214 und LPC2294 an, 
unterscheiden sie sich ausschließlich durch die vier CAN-Interfaces. Wie 
aber auch schon andere Leute festgestellt haben, sind die Register für 
CAN jedoch auch im LPC2214 enthalten! Ich gehe davon aus, dass es sich 
also um dasselbe Silizium handelt. Ggf. wird die Unterscheidung zwischen 
den Bausteinen entweder beim Bonden oder durch Programmieren eines 
nicht-flüchtigen Flags vorgenommen. Der Preisunterschied von ca. 30% 
zwischen den Bausteinen wird vermutlich durch die CAN-Lizenzgebühren 
verursacht.

Für LIN hingegen wird nur ein schnöder UART benötigt, bei dem die 
TX-Leitung deaktivierbar ist. Die meisten Microcontroller erlauben dies 
heutzutage ja auch, ggf. in Verbindung mit einem externen Schalter.

Die Toleranzen für die Baudrate sind bei CAN auch deutlich kleiner als 
bei LIN. Für LIN braucht man nicht zwingend einen Quarz(oszillator), 
sondern die Frequenzstabilität vieler Microcontroller mit eingebautem 
Oszillator reicht völlig aus.

Protokollmäßig sehen CAN und LIN ja auch völlig unterschiedlich aus. 
Grundsätzlich kann ja bei CAN jeder Teilnehmer munter Nachrichten 
verschicke, zumindest so lange kein höheres Protokoll den Zugriff 
einschränkt. LIN besitzt keine Bus-Arbitrierung und nur einen Master. 
Slaves dürfen nur auf explizite Kommandos des Masters antworten. Der 
Master darf auch keine neue Nachricht an einem anderen Slave schicken, 
wenn noch eine andere Antwort aussteht. Für manche Anwendungen ist dies 
auch ausreichend bzw. eh ausdrücklich so gewollt.

Autor: Helmut (Gast)
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Hier kann man was über LIN und CAN erfahren.

http://www.vector-elearning.com/vl_index_de.html

Autor: Anja (Gast)
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Michael Roek-ramirez schrieb:
> Selbst wenn eine der beiden Leitungen bricht, ist auf der anderen noch
> das volle Nutzsignal vorhanden (Eindrahtbetrieb).

Das gilt meist nur für einen "Low Speed CAN" (bis ca 125 kBit/s) mit 
speziellen Empfängern. Beim High-Speed CAN sind normalerweise beide 
Drähte notwendig.

Gruß Anja

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