Pr

1
Présentation

• CAN
• Controller Area Network

Patrick MONASSIER Université Lyon 1 France
2
Historique du réseau CAN
1983 Début des développements de CAN chez Robert
Bosch Gmbh 1985 Spécification V1.0. Premières
relations entre Bosch et les fondeurs de
silicium 1986 Démarrage des travaux de
normalisation ISO 1987 Introduction du premier
échantillon de circuit intégré CAN 1989 Démarrage
des premières applications industrielles 1991 Spéc
ifications du protocole étendu CAN 2.0
B 1991 Premiers véhicules équipés (500 Kb/s)
Mercedes Classe S 1992 Création du groupement
utilisateur CiA CAN in Automation 1993 Création
du groupe OSEK 1993 Parution de la première
couche applicative (CAL) du CiA
1994 Standardisations ISO terminées 1994 PSA
(Peugeot - Citroën) et Renault entrent à
lOSEK 1995 Task Force aux USA avec le
SAE-Society of Automotive Engineers 1996 CAN est
appliqué à la plupart des  contrôles moteurs 
automobiles 1997 300 sociétés adhérentes au CiA
1997 Tous les grands fondeurs proposent des
composants CAN 2000 Forte implantation de CAN
dans l'automobile avec la couche OSEK
3
Applications
Robitique
Embarqué
Quelques données sur les applications
industrielles Communication de requise 64
type synchrone non requise 36 Mode
d'échantillonnage cyclique 73 Pour
les nœuds du réseau évènement
27 Périodicté des cycles 1 ms 26 10 ms
48 100 ms
26 Temps de réponse du signal 1 ms
40 10 ms 34 100 ms
26 Longueur du bus lt 100 m 66 lt
1000 m 31 gt 100 m 3
Industrie
Automobile
Source VDMA
4
Le modèle ISO
N de couche
Modèle ISO Protocole CAN
7 6 5 4 3 2 1
Application Présentation Session Transport Réseau
Communication Physique
Utilisateur
vide
Protocole CAN avec libre choix
du medium
5
Le modèle ISO CAN
N de couche
Modèle ISO réduit Protocole CAN
7 2 1
Application Communication Physique
Utilisateur
Protocole CAN avec libre choix
du medium
Application
Présentation
Session
Application
Transport
Liaison
Réseau
Physique
Liaison
Symbolique utilisée pour le suivi de ce cours
Physique
6
Le modèle ISO CAN
Un modèle adapté aux réseaux de terrain
7 6 5 4 3 2 1
Application Présentation Session Transport Réseau
Liaison Physique
Les couches Présentation et Transport sont des
couches logicielles qui ne servent pas dans les
réseaux de terrain. On accède directement au
micro-contrôleur couche 2 par simplification,
pour économiser du temps CPU.
Les couches Transport et Réseau servent au
routage dans des réseaux aux topologies
complexes. Quand le réseau est physiquement
limité, on a pas besoin de ces couches. (exemples
de couches Transport / Réseau TCP/IP pour
Ethernet et Internet )
Bus
Logiciel simplifé Economie de temps
Architecture simplifiée dune station réseau
Topologies simples
1
2
4
3
Microprocesseur
Contrôleur réseau
Interface réseau
Ligne du réseau
7
Les couches CAN
Couches
La couche applicative définit et exploite
les champs de données et de paramètres Elle gère
aussi les commandes émission, réception etc.
7
Données Paramètres Commandes
Application
Champs
La couche liaison construit et gère dynamiquement
la trame. Les champs sont inclus dans la trame
qui est exploitée bit à bit par linterface
physique
2
Liaison
Trame
Bits
1
Physique
La couche physique assure la mise en forme
électrique des bits
Ligne du réseau
8
Couche 7 - Application
Application
CAL
Présentation
DeviceNet
Session
SDS
Transport
J1939
Réseau
OSEK
Liaison
Physique
INDUSTRIE
CAL (CANOpen) Groupemement CAN in Automation -
CiA DeviceNet Rockwell Allen
Bradley SDS Honeywell
AUTOMOBILE
J1939 SAE Society of Automotive
Engineers Applications camions aux
USA OSEK Open Systems Interface for
Distribued Electronic in Cars Véhicules légers
en Europe
9
Les couches ISO CAN
Logiciel
LLC Logic Link Control
Application
Présentation
MAC Medium Access Control
Intégré dans le contrôleur CAN
Spécifications du protocole CAN
Session
Transport
PLS Physical Signaling
Réseau
Liaison
PMA Physical Medium Attachment
Driver de ligne
Physique
MDI Medium Dependant Interface
Connectique
10
Les modèle ISO CAN
Pour faciliter la lecture de ce cours, dans les
pages suivantes, le répérage dans le modèle ISO
est symbolisé comme suit
Application
Application
Présentation
LLC
Liaison
trame
Session
MAC
Physique
Transport
Réseau
PLS
Application
Liaison
PMA
Liaison
Physique
MDI
Physique
bit
11
Couche 2 - Liaison - LCC
Application
Présentation
LLC
Session
MAC
LLC Logic Link Control
Transport
Réseau
PLS
Liaison
PMA
Physique
MDI
Les tâche de la sous-couche LLC sont les
suivantes
Contrôle de lintégrité du format des trames
émises et reçues
Si possible, assurer les corrections derreur de
structure de trame (formatetc.)
Procédure de recouvrement derreur, repriseetc.
Identification de la trame
Filtrage des messages
Notification de surcharges
Invitation à émettre ou à recevoir
12
Couche 2 Liaison - MAC
Application
Présentation
LLC
Session
MAC
MAC Medium Access Control
Transport
Réseau
PLS
Liaison
PMA
Physique
MDI
La sous-couche MAC a pour mission
En réception, daccepter les messages devant être
transmis vers la sous-couche LLC
En émission, de présenter à la couche physique
les messages provenant de la couche LLC
Ses tâches sont donc les suivantes
Mise en trame du message, organisation des trains
de bits, par exemple sérialisation à
lémission, désérialisation à la réception
Arbitrage de conflits (au niveau bit)
Acquittement de réception de message
Codage trame (stuffing/destuffing)
Signalisation derreurs de transmission
Acquittement (signal ACK)
Détection derreurs de transmission
Gestion de la prise daccès à la couche physique
(CSMA/CA)
13
Couche1 - Physique - PLS
Application
Présentation
LLC
Session
MAC
PLS Physical Link Signaling
Transport
Réseau
PLS
Liaison
PMA
Physique
MDI
La sous-couche PLS soccupe de
La représentation du bit, cest-à-dire le type
de codage bit, ses propriétés temporelles
La synchronisation du bit
La représentation du bit, cest-à-dire le type
de codage bit, ses propriétés temporelles
La définition des niveaux électriques, optique
des signaux
14
Couche1 - Physique - PMA
Application
Présentation
LLC
Session
MAC
PMA Physical Medium Attach
Transport
Réseau
PLS
Liaison
PMA
Physique
MDI
Caractéristiques des étages de commande et de
réception
Caractéristiques des Interfaces Drivers /
Receivers
Par exemple Philips 82C250 Compatible avec la
norme ISO 11898 Vitesse jusquà 1 Mb/s Protection
de ligne contre les parasites, filtarge des
signaux Contrôle de la pente du signal pour
diminuer les émissions radio-électriques Mode de
réception différentiel pour une meilleures
protection CEM Protection thermique Un circuit
non alimenté naffecte pas le fonctionnement du
bus Jusquà 110 nœuds supportés sur une même ligne
15
Couche1 - Physique - MDI
Application
Présentation
LLC
Session
MAC
MDI Medium Dependant Interface
Transport
Réseau
PLS
Liaison
PMA
Physique
MDI
La couche MDI sintéresse à définir le medium sur
lequel passent concrètement la communication et
les points connexes associés, cest à dire
Le medium, par exemple du câble bifilaire, en
fil de cuivre, de tel diamètre (gauge)
correspondant à telle norme de câble
La topologie du réseau
Les impédances de terminaison / adaptation du
réseau
Les types de prises retenues pour les connecteurs
des éléments du réseau
16
Eléments du réseau
Positionner physiquement les différents éléments
Architecture simplifiée dune station réseau
Exemple de carte CAN
Application
Microprocesseur
Microprocesseur Intel 386 ex
Présentation
LLC
Session
MAC
trame
Contrôleur réseau
Transport
Contrôleur CAN Intel 82527
bit
PLS
Réseau
Interface réseau
Liaison
PMA
Driver de ligne Philips 82C250
Physique
MDI
Ligne du réseau
17
Architectures CAN
Carte microprocesseur et controleur CAN
Carte avec microcontroleur CAN
SLIO Serial Linked I/O device
Fabricants de composants
Microprocesseur
Alcatel Bosch Dallas Semiconductor Fujitsu Hitachi
Infineon Intel Intermetal Microchip Mitsubishi Mo
torola National Semiconductor NEC OKI Philips STMi
croelectronics Temic Texas Instrument Toshiba Unit
rode .
Microprocesseur ou microcontroleur
Contrôleur CAN
Carte avec SLIO
Contrôleur CAN intégré
SLIO CAN
Interface CAN
Interface CAN
Ligne du réseau
Système avec carte controleur CAN
Bus local
Carte CAN
Système Informatique
Contrôleur CAN
Interface CAN
18
Optocouplage
Dans le milieu industriel, loptocouplage et
le filtrage sont nécessaires CEM,
Isolation galvanique , parasites etc
Exemple de carte CAN optocouplée
Microprocesseur Intel 386 ex
Exemple de carte CAN
Controleur CAN Intel 82527
Microprocesseur Intel 386 ex
DC/DC
Isolation galvanique
Controleur CAN Intel 82527
Opto
Opto
optocouplage
Driver de ligne Philips 80250
Driver de ligne Philips 80C250
Filtres de ligne
filtrage
Ligne du réseau
Ligne du réseau

Opto
Optocoupleur
19
Le RESEAU CAN

• Les principes

20
Les méthodes daccès
Méthode CSMA-CD/CA
Application
Liaison
trame
Physique
Exemples de réseaux
BitBus / FIP
Profibus

• Maître / Esclave
• Avec jetons
• Par division de temps TDMA
• A gestion de collision CSMA-CD
• A gestion de collision CSMA-CA

Interbus
Ethernet
CAN
21
Codage bit - principes
Application
Liaison
Physique
bit
Comment transporter lhorloge et les données sur
le même support ?
Horloge
?
Données
Signal Horloge Données
Les 2 grands principes de codage, NRZ et
Manchester, permettent de transporter lhorloge
avec les données
0 1
NRZ
NRZ Non Return to Zero NRZI Non Return to
Zero Inverted
NRZI
Manchester
22
Codage bit - principes
Application
Liaison
Physique
bit
Exemple dune suite de bits codée en NRZ, NRZI et
Manchester
0 1 0 0 1 1 1
0
Non Return to Zero
NRZ
Non Return to Zero Inverted
NRZI
Manchester
23
Contraintes du codage
Le codage Manchester transmet lhorloge en
permanence mais nécessite une bande passante
double
Cest le codage NRZ qui est choisi pour CAN
Le codage NRZ / NRZI est simple, mais attention,
il ny a pas de front de synchronisation si le
code reste constament à 0 ou à 1
La station émettrice impose lhorloge du signal
La station réceptrice doit se cale sur lhorloge
de lémetteur
NRZ ou NRZI 1 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0.
Il ny a plus aucun front sur le signal pour
resynchroniser lhorloge du récepteur. Il y a
risque certain de dérive dans le temps.
Solution le Bit Stuffing (remplissage bit)

NRZ ou NRZI 1 0 0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 1 0 0 0.
Ces bits sont ajoutés à lémission puis seront
retirés à la réception
24
Codage bit - Bit stuffing
Application
Liaison
Physique
bit
0 0 0 0 0 0 0
1 0
NRZ Bit Stuffing
1 2 3 4 5 6 7 8
9
1 2 3 4 5 S 6 7 8
9
Pour conserver linformation dhorloge, un bit
inverse est inséré après 5 bits identiques. Il
est retiré à la réception.
25
Codage bit - Arbitration
Application
Liaison
Physique
bit
V
V
Récessif rappel de potentiel Dominant
conducteur à la masse
Récessif absence de porteuse Dominant
présence de porteuse
Le Dominant (D) lemporte sur le Récessif (R) Il
impose son état électrique
Relecture et Comparaison
Relecture
En
Emission
CAN
Tx
CAN -
Contrôleur CAN
Rx
26
Méthode CSMA-CD/CA
Application
Liaison
trame
Physique
Méthode à gestion de collision
Méthode évoluée employée sur des réseaux
standards - Ethernet
CSMA / CD - CAN
CSMA / CA ou CR
Carrier Sense Multiple Access- with Collision
Detection- with Collision Avoidance ou
Collision Resolution
27
Méthode CSMA / CA
Application
Liaison
trame
Physique
Principes généraux

• Toutes les stations sont égales
• Chaque station émet quand elle veut
• Les collisions sont acceptées
• Les collisions sont détectées par les stations
• Les collisions sont gérées par le protocole
• Il y a une stratégie darbitrage des collisions

28
Méthode CSMA-CD/CA
Application
Liaison
trame
Physique
Résistance de terminaison
En cas de coupure réseau, le tronçon est
complètement isolé.
Stations ou Noeuds

• Toutes les stations sont égales
• Chaque station émet quand elle veut
• Les collisions sont acceptées
• Les collisions sont détectées par les stations
• Les collisions sont gérées par le protocole
• Il y a une stratégie darbitrage des collisions
• Il est très facile dajouter ou de retirer un
  noeud

Résistance de terminaison
29
Principe de larbitrage
Application
Liaison
trame
Physique
bus libre
trame de données / requête
S I I I I I I I I I
I I R
S bit de départ de trame (SOF) I 1 parmi 11
bits didentificateur R bit RTR - récessif
(données) - dominant (requête)
Le champ Identifieur sert pour larbitrage
entre trames. Il est à la base du principe
darbitration. Larbitrage concerne aussi le bit
RTR
30
Principe de larbitrage
Application
Liaison
trame
Physique
Rx D Rx R Rx D Rx R
Tx D Tx R Tx R Tx D
Transfert Transfert Perte
darbitrage Erreur bit
S R D R D D R D D D D
...
1
S R D R D D R D R R D
...
2
S R D R D D D D R D R R...
3
S R D R D D D D R D R R...
Sur le bus
3
gagne larbitrage
31
Principe de larbitrage
Application
Liaison
trame
Physique
1
Il y a une notion de priorité entre trames,
fonction de la valeur de lidentifieur associé.
2
1 est prioritaire sur 2
3
1
3 est prioritaire sur 1 et 2
2
2 est seule
2
t
ou autre cas...
2
4
Exemple dun réseau à 4 stations
2 est seule
1
2
4 est prioritaire sur 2
4
2
3
La station émet mais perd larbitration et
se met immédiatement en écoute La trame est
émise complètement
32
Longueur du réseau
Application
Liaison
Physique
bit
Débit Distance du réseau maximale 1
Mbits/s 40 mètres 500 Kbits/s 130 m 250
Kbits/s 270 m 125 Kbits/s 530 m 100
Kbits/s 620 m 50 Kbits/s 1,3 Km 20
Kbits/s 3,3 Km 10 Kbits/s 6,7 Km 5
Kbits/s 10 Km
Débit Kbits / s
1600 1000 100 10 5
Vitesse maximale du protocole CAN
Exemple 20 Kbit / s
environ 3300 m
10 100
1.000
10.000 mètres
Longueur du réseau (mètres)
33
Segment de propagation
Application
Liaison
Physique
bit
Tension de sortie Données reçues
Contrôleur CAN A
Contrôleur B
Transceiver A
Transceiver B
0,5
0,9
Vdiff (V)
Signal réel du bus
TmedL / Vprop
t
Tprop gt 2 x (Tmed Tsd Ttx Trx Tqual )
Tprop gt 2 x ( Tmed Telec ) Tprop gt 2
x Tres
t1
t2
Signal reconstruit
(Tprog) min gt 2 x Tres Tprog k x Tbit Tprog
k / Baud rate
t
t1
t2
L lt (0,2 m/ns) x k / ( 2 x Baud rate ) Telec
34
LE RESEAU CAN
Application
Liaison
trame
Physique
Les Trames
35
Formats des trames
Application
Liaison
trame
format
Physique

• CAN 2.0 A - Identifieur standard sur 11 bits
• CAN 2.0 B - Identifieur étendu sur 29 bits
• Norme CAN ISO 11898
• Norme ISO 11519 Véhicules routiers

36
Types de Trames
Application
Liaison
trame
format
Physique

• Trames de données (data)
• Trames de requête (Remote)
• Trames derreur (Error)
• Trames de surcharge (Overload)
• InterTrames (Interframes)

37
Trame de données
Application
Liaison
trame
données
Physique
Début de trame (SOF)
Champ de CRC
Champ identifieur
Champ de ACK
Bit RTR
Champ de commande
Fin de trame (EOF)
Longueur en bits
Champ de données
Intermission
Arbitrage
1
11
6
0 à 8 octets
16
2
7
3
1
IDLE
IDLE
Trame de données
Identifieur à 11 bits format standard CAN 2.0A
29
Identifieur à 29 bits format standard CAN 2.0B
38
Trame de données
Application
Liaison
trame
données
Physique
RTR est dominant
Longueur du champ de données fixé par DLC, en
nombre d'octets
SOF Identifieur RTR Commande
Données CRC ACK EOF
1
11
6
0 à 8 octets
16
2
7
1
D
15
1
1
1
4
1
1
Délimiteur ACK (Récessif)
Slot ACK Délimiteur CRC
(Récessif) Séquence de CRC
DLC (de 0 à 8)
r0 (réserve) IDE en CAN 2.0A r1
en CAN .0B (réserve)
11
Identifieur CAN 2.0A
Lexique SOF Start of frame EOF End of frame
(7 bits Récessif) RTR Remote Transmission
Request ACK Acknowledge CRC Cyclic
Redundancy Code DLC Data Length Code SRR
Substitute Remote Request IDE IDentifier
Extension
Identifieur CAN 2.0B
11
1
1
18
Suite
IDE
de lidentifieur
Première partie de lidentifieur
SRR
39
Trame de requête
Application
Liaison
trame
données
Physique

• Identique Trame de données sauf RTR
• RTR mis à Récessif
• Longueur données à 0
• DLC ajusté sur le nombre doctets de données à
  retourner
• La trame de donnée est prioritaire sur la trame
  de requête de même identifieur

Etat D pour une trame de données Etat R pour une
trame de requête
Bit RTR
SOF
Identifieur
Cde
CRC
ACK
EOF
DLC ajusté sur le nombre doctets de données à
retourner
40
Trame derreur
Application
Liaison
trame
erreur
Physique

• La trame ne comprend que 2 champs....
• 1 champ Drapeau derreur active ou passive
• 1 délimiteur - 8 bits récessifs
• Les drapeaux derreur transgressent la loi du
  bit stuffing (6 à 12 bits dominants en erreur
  active)

Trame en cours de diffusion
Champ de trame derreur
Intertrame
Drapeau derreur
Délimiteur du champ
6 à 12 bits D en erreur active 6 à 12 bits R en
erreur passive
8 bits R
41
Trame de surcharge
Application
Liaison
trame
surcharge
Physique

• La trame ne comprend que 2 champs....
• 1 champ flag de surcharge (OLF)
• Le champ de surcharge est composé de 6 bits
  dominants
• 1 champ délimiteur - 7 bits récessifs
• Le champ de surcharge transgresse la loi du bit
  stuffing

Champ de surcharge
Intertrame
Champ de surcharge
Délimiteur du champ
6 bits D
7 bits R
42
Période d intertrame
Application
Liaison
trame
Inter-trame
Physique

• Les trames Données et Requête sont précédées
  par une période dintertrame
• Les trames Erreur et Surcharge ne sont pas
  précédées par une période dintertrame
• La période est composée de 2 ou 3 champs
• Champs Intermission, Bus Idle et
  éventuellement Suspend Transmission

43
Le réseau CAN
Application
Liaison
erreurs
Physique
Traitement des Erreurs
44
Traitement des erreurs
Application
Liaison
erreurs
Physique
Il est utile de connaître à tout moment

• Le type des erreurs
• La fréquence des erreurs
• Le niveau de gêne provoqué par les erreurs
• Le retour à une activité bus sans erreurs

Le mécanisme de traitement des erreurs de
confinement permet de déterminer si un noeud

• nest pas perturbé
• est peu perturbé
• est un peu plus gravement perturbé
• est tellement perturbé quil doit passer Off

45
Traitement des erreurs
Application
Liaison
erreurs
Physique
Plan général
Généralités Différents types derreur pouvent se
produire Stratégie de traitement et recouvrement
des erreurs Détails Technique de détection des
erreurs Technique de signalisation des
erreurs Technique de recouvrement des erreurs
Détecter
Signaler
Agir
46
Traitemenent des erreurs
Application
Liaison
erreurs
Physique
Les différents types derreur pouvent se
produire
Au niveau de la couche physique erreur de bit
bit altéré erreur de bit stuffing violation
(volontaire ou non) Au niveau du bit trame bit
Ack non acquitté (acknowledgement error) Au
niveau de la structure de la trame violation de
la structure de la trame erreurs CRC, ACK, EOF,
delimiter, overload delimiter.
47
Application des erreurs
Application
Liaison
trame
erreur
Physique
Erreur bit Erreur stuff-bit Erreur de format
Erreur dACK Emetteur
Trame de données
SOF
Arbitrage
Commande
Données
CRC
ACK
EOF
Récepteur Erreur bit Erreur stuff-bit
Erreur de format Erreur de CRC
La gestion des erreurs s'applique sur certains
champs, selon les cas
48
Erreurs de confinement
Application
Liaison
erreurs
Physique
sur chaque noeud, il y a 2 compteurs distincts
- Transmit error counter - Receive error
counter Message transmis ou reçu correctement
- 1 point Message transmis ou reçu en erreur
8 points Ce mécanisme est intégré
dans le controleur CAN
Létat des compteurs induit trois états au niveau
du controleur - Etat Error active - Etat
Error passive - Etat Bus Off
Les erreurs sont détectées localement, sur
chaque nœud
49
Erreurs de confinement
Application
Liaison
erreurs
Physique
Warning limit 96
Reset configuration
RECgt127 ou TEC gt 127
RECgt255
Error active
Error passive
Bus Off
RECgt128 ou TEC gt 128
Normal Mode Request et 128 occurrence de
11 bits successifs / récessifs
REC Receive Error counter TEC Transmit
Error Counter
50
Etat Error Active
Application
Liaison
erreurs
Physique

• Le noeud émet et transmet normalement
• Dans le cas où une erreur est détectée, il
  transmettra un active error flag pendant la
  trame derreur
• Un interruption error status ou error
  interrupt sera générée à la warning limit de
  96 points sur lun des compteurs

51
Etat Error Passive
Application
Liaison
erreurs
Physique

• Le noeud émet et transmet normalement
• Dans le cas où une erreur est détectée, il
  transmettra un passive error flag pendant la
  trame derreur

52
Etat Bus Off
Application
Liaison
erreurs
Physique

• Le noeud cesse démettre et de transmettre
  normalement
• Les drivers de ligne sont électroniquement
  déconnectés du bus
• Un retour en état Error active est possible
  automatiquement aux conditions suivantes

• Les compteurs derreur ont été remis à 0
• observé sur le bus 128 occurrences de 11 bits
  récessifs chacun (128 messages dont les bits
  Acknowledge delimiter EOF intermission se
  sont déroulés correctement)

Ack EOF Inter-Trame
7
1
3
11 bits récessifs successifs
Sans bits stuffing
Trame de données
53
Détection des erreurs
Application
Liaison
erreurs
Physique
Bit en erreur (bit error)
Si un bit émis récessif est relu dominant par
lémetteur, alors il y a erreur de bit , sauf
dans les cas suivants - pendant la phase
darbitration (perte darbitrage)
54
Nominal Bit Time
Application
Liaison
Physique
bit
Information Processing Time Inférieur ou égal à 2
Time Quanta
Inférieur ou égal à Phase segment 1 IPT
1 Time Quantum (fixe)
1 à 8 Time Quanta
1 à 8 Time Quanta
NBT - Nominal Bit Time (durée nominale du bit)
Segment de synchronisation
Segment de temps de propagation
Phase segment 1
Phase segment 2
Point d'échantillonage
8 lt Nombre total de Time Quanta (contenu dans le
Bit Time) lt 25
55
Resynchronisation bit
Application
Liaison
Physique
bit
Du fait des tolérances de son propre oscillateur
local, il se peut que le nœud ait
Durée Nominale du bit t(bit) Nominal Bit
Time Du signal incident présent sur le
bus Provenant par exemple d'un autre noeud
Bus au repos, état récessif
Etat dominant
1 1 8 1
8 1 8
S
propagation
Seg phase 1
S
Un nominal bit time
Seg phase 2
e 0
Point d'échantillonnage
S
S
Un nominal bit time gt
e lt 0 d'où Seg Phase 2 va raccourcir
Point d'échantillonnage
S
S
Un nominal bit time lt
e gt 0 d'où Seg Phase 1 va rallonger
Point d'échantillonnage
56
Resynchronisation bit
Application
Liaison
Physique
bit
Pour une raison ou pour une autre le flanc peut
tomber là (cas N2) ou là (cas N1)
RJW
RJW
8 1 8
Synchro prévue
Phase 1
Phase 2
e gt 0
Bit récessif
Point d'échantillonnage
1 8 1
8 1 8
1er cas
S
propagation
Seg phase 1
Seg phase 2
Bit dominant
Point d'échantillonnage
egtRJW d'où le segment Phase 1 va se rallonger
d'une quantité égale à RJW
1 8 1 4 5
12 1
8
2e cas
S
propagation
Seg phase 1
Seg phase 2
RJW
Bit dominant
Point d'échantillonnage
57
Intel 82527

• Présentation du
• Composant CAN

58
Le 82527
Les registres du 82527
E/S
E/S
Port 1
Port 2
TX0
Architecture du 82527 intel
adresse
TX1
CPU Interface logic
CAN Controller
RX0
données
RX1
RAM
ClkOut
CLK
En
CAN
Tx
CAN -
Rx
59
Les registres du 82527
255 registres 15 messages objets
Control
00
Status
01
CPU Interface
02
1 message parmi 15
Message 7
70
Reserve
Control 0
03
00
Reserve
7F
High Speed
Control 1
04-05
01
Message 8
80
Global mask Std
Arbitration 0
06-07
02
Reserve
8F
Global Mask Ext
Arbitration 1
08-0B
03
Message 9
90
Message 15 Mask
Arbitration 2
0C-0F
04
P1 configuration
9F
Message 1
Arbitration 3
10
05
Message 10
A0
ClkOut
Msg configuration
1F
06
P2 configuration
AF
Message 2
Data 0
20
07
Message 11
B0
Bus Configuration
Data 1
2F
08
P1 In
BF
Message 3
Data 2
30
09
Message 12
C0
Bit Timing rgt 0
Data 3
3F
0A
P2 In
CF
Message 4
Data 4
40
0B
Message 13
D0
Bit Timing rgt 1
Data 5
4F
0C
P1 Out
DF
Message 5
Data 6
50
0D
Message 14
E0
Interrupt
Data 7
5F
0E
P2 Out
EF
Message 6
60
Message 15
F0
Reserve
6F
Serial reset adr.
FF
60
Les registres du 82527
Application
Liaison
Composant
registres
Physique
Registre général
CONTROL
  00 CONTROL 0 CCE 0 0 EIE SIE IE Init   CCE
Change Rgt EIE Sur change Error status
Rgt SIE Sur change Status Rgt IE Sur EIE SIE
RxOK et TxOK (IE message) Init en lecture Init
faite    
61
Les registres du 82527
Application
Liaison
Composant
registres
Physique
Registre général
STATUS
  01 STATUS Boff Warn Wake RxOK TxOK LEC2 LEC1
LEC0   Boff en Bus Off Warn Si limite error
96 Wake sur réception Msg ou ecriture par
uP RxOK Msg reçu sans erreur TxOK Msg
transmis sans erreur LEC Erreur 0 OK 1 Stuff 2
Form 3 Ack 4 Bit1 (R/D) 5 bit0 (D/R) 6 CRC 7
nc
62
Les registres du 82527
Application
Liaison
Composant
registres
Physique
Registre général
INTERFACE

• 02 INTERFACE
• RstST DSC DMC PwD Sleep MUX 0 Cen
•  
• RstSt reset hard écrit par 527
• DSC SCLK lt- XTAL ou XTAL/2 pour bit timing
• DMC MCLK lt- XTAL ou XTAL/2 pour CPU
• PwD Pour mode Power Down
• Sleep Pour mode sleep
• MUX VCC/2 en low speed ou INT vers CPU
• Cen ClockOut enable

63
Les registres du 82527
Application
Liaison
Composant
registres
Physique
Registre général
Masque registre standard
06-07 Global Mask Standard register ID10
ID9 ID8 ID7
ID6 ID5
ID4 ID3   ID2 ID1
ID0
Réservé ID11-ID0 Masque standard CAN
2.0 A
06
07
64
Filtrage
Message non retenu
Message 15
Message 14
Message 13
Message 12
Message 11
Message 10

• Le bit est retenu pour la comparaison
• 0 Le bit nest pas significatif

Message 9
Message 8
Message 7
Masque Global
Message 6
Message 5
SOF
Identifieur
Cde
RTR
Message 4
Message 3
Exemple Trame Masque accepté rejeté
1
1
0
1
0
0
0
1
0
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
Message 2
1
1
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
0
0
1
Message 1
65
Les registres du 82527
Application
Liaison
Composant
registres
Physique
Registre général
Masque registre étendu
08-0B Global Mask Extended register ID28
ID27 ID26 ID25
ID24 ID23
ID22 ID21 ID20 ID19
ID18 ID17 ID16
ID15 ID14
ID13 ID12 ID11 ID10
ID9 ID8 ID7
ID6 ID5   ID4
ID3 ID2 ID1
ID0
Réservé ID28-ID0 Masque standard CAN 2.0 B
sur 29 bits
08
09
0A
0B
66
Les registres du 82527
Application
Liaison
Composant
registres
Physique
Registre général
Masque registre 15
0C-0F Message 15 Mask Register ID28
ID27 ID26 ID25
ID24 ID23 ID22
ID21 ID20 ID19
ID18 ID17 ID16
ID15 ID14 ID13 ID12
ID11 ID10
ID9 ID8 ID7
ID6 ID5   ID4
ID3 ID2 ID1
ID0
Réservé ID28-ID0 Masque standard CAN 2.0 B
sur 29 bits
0C
0D
0E
0F
67
Les registres du 82527
Application
Liaison
Composant
registres
Physique
Registre général
CLKOUT
1F CLKOUT 0 0 SL1 SL0 CDv3 CDv2 CDv1 CDv0   SL
0 selon Clkout 00gt24MHz 01 de 16 à 24
MHz SL1 10 de 8 à 16MHz 11lt8MHz CDV ClkOut
division de XTAL de 0 à 15    
68
Les registres du 82527
Application
Liaison
Composant
registres
Physique
Registre général
BUS CONFIGURATION
2F BUS CONFIGURATION 0 CoBy Pol 0 DcT1 0 DcR1 Dc
R0   CoBy Comparator byPass Pol Polarity
Recessive/Dominant Dct1 Disconnect
Tx1 DcR1 Disconnect Rx1 DcR0 Disconnect Rx0
69
Les registres du 82527
Application
Liaison
Composant
registres
Physique
Registre général
BIT TIMING
  3F Registre Bit Timing 0 SJW1 SJW0 BRP (6
bits)   SJW Resynchronisation Jump Width (de 0 à
3) Cest le nombre de tq que le bit time sera
rallongé ou raccourci en resynchronisation   BRP B
aud Rate Prescaler (0 à 63) tq tSCLK
(BRP 1)   4F Registre Bit Timing 1 Spl (1
bit) TSEG2 (3 bits) TSEG1 (4 bits)   Spl Sampling
Mode 0 1 sampling (fast) 1 3 sampling
(si parasité) TSEG1 2 à 15 tq TSEG2 1 à 7 tq
Nominal Bit Time
tSync
Nominal Bit Time
tSeg1
tSeg2
Seg Synchro
Seg Propag.
Seg Phase 1
Seg Phase 2
1 tq Time Quanta
Point d'échantillonage
Point d'échantillonage
70
Les registres du 82527
Application
Liaison
Composant
registres
Physique
Registre général
INTERRUPTIONS
5F INTERRUPT Source Interrupt 0 No 1 Status
2 Msg 15 3 à 10h N Msg2 9F AF PORT
CONF 1 OUT 0 IN   BF CF PORT IN Lit le bit
1 high 0 low DF EF PORT OUT Ecrit le
bit 1 high 0 low
71
Les registres du 82527
Application
Liaison
Composant
registres
Physique
Fréquence Bus CAN XTAL frequency / (DSC1)
(BRP1) (SJW TSEG1 TSEG2 )   Exemple  XTAL
16 MHz DSC1 BRP10 SJW2 (1 hard) TSEG1 4
(1 hard) TSEG2 1 (1 hard)   SCLK XTAL /
(DSC 1) gt 16 MHz / 2 8 MHz gt tSCLK
125ns tq tSCLK (BRP1) gt tq 125ns 11
gt tq 1,375 us Nominal Bit Time gt Nbt
1.375us (523) gt Nbt 10,375 us gt soit
72,727 Kbit/s   Autres exemples  Pour 1,6 MHz
(maximum CAN) gt 8MHz / 5 soit BRP0 et
DSC1 et SJW0 et TSEG12 et
TSEG21 doù tprop2tq maxi soit
1,25us Pour 1 MHz gt 8MHz / 8 soit BRP0 et
DSC1 et SJW0 et TSEG1 3 et TSEG2
2   règles  tTSEG2 gt 2tq tTSEG2 gt
tSJW tTSEG1 gt 3tq tTSEG1 gt tSJW
tprop pour 3 échantillonages  tSEG1 gt tSJW
tprop 2tq
72
Les registres du 82527
Application
Liaison
Composant
registres
Physique
APPLICATION
15 messages objets identiques
1 message parmi 15
Control 0
00
Control 1
01
Arbitration 0
02
Arbitration 1
03
Arbitration 2
04
Arbitration 3
05
Msg configuration
06
Data 0
07
Data 1
08
Data 2
09
Data 3
0A
Data 4
0B
Data 5
0C
Trame de données
Data 6
0D
SOF
Identifieur
Cde
Données
CRC
Ack
EOF
RTR
Data 7
0E
73
Les registres du 82527
Application
Liaison
Composant
registres
Physique
Registre Message
CONTROL 0
0 CONTROL 0 MsgVal (2 bits) TxIE (2)
RxIE (2) IntPd (2)   MsgVal Message object
valid for transactions TxIE Int allowed when
succesfull transmission (IE must be set) RxIE
        reception (IE
must be set) IntPnd Interrupt pending - The CPU
must clear this bit    
MSB LSB Ecriture 0 0 Interdit 0 1 Reset
(0) 1 0 Set (1) 1 1 Inchangé Lecture 0 1 Reset
(0) 1 0 Set (1)
Plus facile pour changer certains bits sans
altérer les autres
74
Les registres du 82527
Application
Liaison
Composant
registres
Physique
Registre Message
CONTROL 1
1 CONTROL 1 RmtPnd (2) TxRqst (2)
MsgLst (2) NewDat (2) /CpuUpd   RmtPnd Remot
e Pending - Trame remote en cours denvoi
Seulement géré par msg object en transmit - le
trame remote est en construction   TxRqst Transmit
request Set by the cpu to transmit a msg reste
actif tant que le message na pas été
transmis. Pour transmettre 1 Init Bit0 2
MsgVal 0 3 Directiontransmission 4
NewDat1 5 TxRqst1 Si directionreception,
on envoie une trame remote   MsgLst Message Lost.
Seulement en reception. Le message précédent a
été réécrit. CpuUpd CPU Updating valide pour
émission seulement. Protège de la transmission
dune réponse remote pendant la mise à jour
des données par le CPU. Positionné par
CPU. NewDat 82527 or CPU a écrit des nouvelles
données ds le msg  
75
Les registres du 82527
Application
Liaison
Composant
registres
Physique
Registre Message
Arbitration
02 à 05 Arbitration registers ID28
ID27 ID26 ID25
ID24 ID23 ID22
ID21 ID20 ID19
ID18 ID17 ID16
ID15 ID14
ID13 ID12 ID11 ID10
ID9 ID8 ID7
ID6 ID5   ID4
ID3 ID2 ID1
ID0
Réservé
ou ID10-ID0 Masque
standard CAN 2.0 A sur 11 bits
ou ID28-ID0 Masque standard CAN 2.0 B sur 29 bits
02
03
04
05
ID10 ID9 ID8
ID7 ID6 ID5
ID4 ID3   ID2
ID1 ID0
Réservé
Réservé Réservé
02
03

04
05
76
Les registres du 82527
Application
Liaison
Composant
registres
Physique
Registre Message
DONNEES
Data 0
7
07 à 14 DATA Data 0 à 7 to Data 7 à 14
Data 1
8
Data 2
9
Data 3
10
Data 4
11
Data 5
12
Registre Message configuration
DLC
Data 6
13
Data Length Code
Data 7
14
SOF
Identifieur
Cde
Données
CRC
Ack
EOF
RTR
77
Les registres du 82527
Application
Liaison
Composant
registres
Physique
Registre Message
CONFIGURATION
.   06 MESSAGE CONFIGURATION DLC (4
bits) Dir Xtd reseved
(2 bits)   DLC  Longueur du message Dir Direct
ion  1 When TxRqst is set -gt transmission Direc
tion  0 When TxRqst is set -gt Remote frame
transmission Xtd Standard or Extended msg    
78
Merci de votre attention

• Fin de présentation

Patrick MONASSIER Université Lyon 1 France